摄影测量中GPS的具体应用探析

朱晓军

安徽省第二测绘院 安徽 230031

摘要：随着我国经济的发展，科学技术的不断进步，测量技术日益发展，带动我国经济的快速发展。当前，GPS技术在各行业中的应用越来越广泛，尤其是将其运用于摄影测量中更是发挥了重要作用，极大地促进了摄影测量行业的进步。同时，航空摄影测量技术因其摄影周期长、不受地形影响等特点，应用广泛，促进我国测量事业的有序发展。

关键词：GPS；航空摄影测量；应用

1、GPS摄影测量优势

GPS定位系统的原理比较复杂，它需要获得三维坐标测量点，在摄影测量中三角测量就是以少量地面实测的控制点地面坐标为基础，以拍摄像片所量测的像点坐标作为原始数据，然后通过相应的计算来求解加密点的地理坐标，获得最终的摄影测量数据。世界的任何一个角落，只要是有一个很好的信号，GPS测量能够准确定位经度和纬度甚至高度，而这些数据正是让我们实现在照片中保留各种拍摄地点信息的重要数据资源。GPS未正式研究之前，地面控制点测量点一般都是利用传统的测量方法，包括使用经纬仪，测距仪和全站仪，这些都是典型的传统摄影测量的工具，这些传统测量工具的共同缺点就是必须要满足控制点之间相通视的原则，才可以达到预期的摄影测量的要求，也就是说在某些地位位置上存在缺陷的地方就不能顺利的进行摄影测量，由于地区的变化较大，面积测量的高程变化相对较大。例如，在我国西部地区由于地形的影响，传统的摄影测量仪器在测量过程中存在着许多困难，用GPS做出的控制点代替传统控制点，我们可以更容易地实现相应的测量。实践证明，GPS用于摄影测量中的应用不仅可以提高测量结果的准确性，而且还可以提高测量速度，提高测量效率。因此，所以，GPS摄影测量没有出现多久，就得到了大范围的应用，迅速取代了传统的测量工具，已成为摄影测量的主要手段。

2、摄影测量技术的主要工作内容

（1）地形测量。摄影测量的主要任务是地形测量，通过测量地形，加强对地形的了解，然后对摄影对象进行浓放，需要注意主要要点有：首先，确保摄影图形的具体数据和图片，并根据有关数据相关的比例进行数据还原，然后以还原结果为基础建立图片库；其次，分析地形数据，然后创建数据库，以便更好的理解数据分类方法和参数的变化，从而实现数字测量；第三，了解地形测量数据，最后实现地形完整的测量，真实还原摄影图像。总之，摄影的顺利进行需要明确分工，以确保真实性和图像数据的准确性，更好地满足需求。

（2）非地形测量。对摄影测量技术广泛的应用范围，不仅局限于地形测量领域。非地形测量不是地形测量的终极目标，但要实现地形变化的观测，以便我们能够更好地了解地形的各种问题，如通过观察地形航空摄影技术在军事领域的应用可以发现地形有和该地区的制备没有军事设计变更。该技术在工程测量领域的应用，对地形的判断有没有矿物质，从而更好地开发和利用领域。技术的非测量功能的應用更加广泛，并发挥着日益重要的作用。

3、GPS在摄影测量中的具体应用

3.1 GPS应用于航空摄影测量

航空摄影是在摄影测量领域的主要方向，在目前行业发展最快的摄影测量，利用GPS技术最早，并形成GPS航空摄影测量技术。（1）GPS在航外控制联测拍摄中的方法。GPS在测量过程中的导航控制中的应用，需要在以下三个方面做好工作，一是要在航拍的基础上，获得符合相关技术要求的相片资源；其次，空中拍摄的照片在相应的控制点的测量工作做好后处理；三是以像控点布设具体方案为依据展开选点工作，并进行内业平差计算，同时做好相关的外业数据检核工作。（2）GPS辅助空中三角测量的过程。GPS辅助空中三角测量的实施工作，本文主要从航摄准备工作与航摄过程中需要做的主要工作进行分析。首先，从空中向上看，一是进行机载高动态GPS天线类型确定，保证期间不违反相关航空产品标准；二是在飞机上准确安装GPS天线；三是将摄影机固定在相位天线的正下方；四是利用放大器，将GPS天线与接收机进行连接；五是测定GPS接收天线相位中心与投影中心的偏心情况。

3.2 GPS-RTK技术的应用

RTK是更高精度的GPS测量技术，中文全称为载波相位动态实时差分技术，GPS-RTK技术的实现主要借助GPS接收设备、数据传输设备、差分处理软件等，由于其具有的定位精度更高，将其运用于摄影测量技术发挥的作用将更加显著。现对RTK技术的优势特点加以概述：首先，该技术要求具有电磁波通视条件，相应的对能见度的要求降低，对季节和气候等环境因素降低了要求，进行摄影测量时不受气候环境的影响。其次，RTK定位精度实现了厘米级别，将GPS-RTK技术应用于摄影测量中，可以在运动过程中进行高精度的瞬间摄影，对于摄影测量工作而言，既缩短了测量耗费的时间，又提高了摄影测量质量。最后，RTK是对GPS技术的创新，将其运用于摄影测量领域，可进一步发挥GPS技术的实效，极大的推进了摄影测量技术的发展。

3.3 GPS技术在区域网平差中的运用

进行摄影测量时需要对测量区域网进行平差，GPS在此过程中能够对摄站坐标加以确定，对当前运用的三种平差方法具有较多的推进作用。处于数字时代的当下，摄影测量区域网平差方式主要有三种，分别是独立模型法、航带法、光束法，这三种平差方法有着各自的优势特点，在摄影测量中的应用也较为广泛，其中光束法应用最广。若摄影测量中涉及单元模型，一般采用独立模型法进行平差，该方法需要对空间相似变换参数进行求解；若摄影测量中涉及自由航线网，主要采用航带法进行平差，需要对非线性变形改正参数进行求解；若摄影测量中涉及对航摄像片处理，则采用光束法进行平差，需要对外方位元素进行求解。无论采用何种平差方式，因其需要求解的未知数较多，会运用到GPS摄站坐标，从而确定加密点的三维坐标信息。由于GPS摄站坐标会对外方位元素进行测定。因此，GPS在光束法中的运用较其他两种方式更为广泛，产生的实际效果也更加明显。

4、GPS技术在摄影测量中的应用前景

当前阶段，随着数字信息技术的不断进步，GPS技术日渐成熟和完善，全国性的摄影测量控制网已基本建成，实现了对全球性动态摄影测量参数的测定，这对摄影测量行业的进一步发展提供了基础。在不久的将来，GPS技术将在摄影测量领域发挥更大的作用，以航天航空瞬间测量为例，借助GPS技术航测快速成图不仅可以只对少量地面进行控制，甚至达到了无地面控制的水平，对全球环境遥感监测，以及开启地理信息新技术等都具有重要的作用。与此同时，GPS可测定摄影测量基准，进一步促进了海洋测绘摄影测量和海洋、岛屿、陆地联合测量等领域的进步。由此可见，摄影测量中运用GPS技术，其发展前景相当可观。

结束语

综上所述，伴随时代的不断进步，以及经济和科技水平的不断提升，GPS技术发展十分迅速，经过多年的研究发展，该技术日渐完善。伴随各方面技术的综合发展和运用，GPS未来的发展前景良好，会在越来越多的行业中得到运用，在摄影测量领域也将实现新的突破。

参考文献：

[1]王岳.菏泽市利用无人机航空摄影测量进行农村集体土地使用权确权工作的可行性研究[J].山东国土资源，2015，05：82-85.

[2]文道平，吴杰.无人机低空摄影测量在云南高原山区风电场地形测量中的应用[J].科技创新与应用，2015，04：32-33.

[3]史桂波，胡海驹，朱紫阳.GPS/IMU辅助超高分辨率航空影像加密精度分析[J].地理空间信息，2015，05：82-83+91+9.

[4]刘放，张文斌.GPS-RTK技术在地形测绘中的应用分析[J].江西建材，2015，21：227.