GPS在航空摄影测量中的精度探讨

王堃昊

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁沈阳 110032）

利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。是具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。

一、GPS摄影测量

1.GPS测量的原理

随着我国社会不断进步，科技不断发展，GPS技术已延伸到各个领域，并取得了良好的成效。对于GPS在航空摄影中的应用来说，也是非常突出的。

GPS的摄影测量就是通过GPS技术来获取被测量物体的形状、位置、大小等相关信息和数据，从而进一步对该物体进行研究，了解和掌握物体的特征和关系。GPS摄影测量技术已经代替了传统的测距、测角方式，更好地促进了摄影测量的质量和效率。GPS的测量原理相对来说还是较为复杂的，是通过对三维几何坐标进行测量，以三角测量的方式测量地面的坐标，对像点坐标进行测量和拍摄，进行充分的运算后，解出加密点的地理坐标，从而获得最终的测量数据。只要是具备良好的信号，通过GPS摄影测量技术，都可以精准的将测量点的经纬度进行定位，并通过拍摄照片保留拍摄点的重要信息和数据[1]。

2.GPS测量的优势

GPS测量有其独有的优势，不仅可以更好地提升摄影测量的精准度，提升测量的速度，还可以使测量的工作效率和质量得到有效的提升。在应用GPS测量之前，都是用传统的测量方式对摄影地面的测量点进行测量，其中包括经纬仪、全站仪以及测距仪等工具的使用。这些传统的摄影测量工具虽然可以满足摄影测量的需要，但是却有着必须满足控制点之间相通视的缺点，否则就难以进行摄影测量工作。对于一些测量高程变化较大的地区，在受到地势等因素的影响下，这些传统的摄影测量技术和工具就难以顺利进行摄影测量，从而严重影响了摄影测量的工作效率和精准度，限制了摄影测量工作的提升和发展。但是随着GPS测量技术的应用，这些问题就迎刃而解。GPS技术在测量过程中不需要控制点，弥补了传统摄影测量技术的不足，更好地实现摄影测量工作，促进摄影测量效率和质量的提升[2]。

二、GPS在航空摄影测量中的应用

1.GPS在航外控制联测拍摄中的方法

GPS技术在航外控制联测拍摄过程中，一定要做好以下几个方面：

(1)GPS技术在应用时，要在保证航拍的基础上，所获得的相片资源要符合相关技术要求。

(2)在完成航拍照片处理工作后，对相应的控制点联测工作进行妥善的处置。

(3)在进行选点工作时，要以像控点作为具体布设方案的依据，同时要做好业内平差计算，将外业数据检核工作进行妥善处理[3]。

2.GPS辅助空中三角测量工作过程

对于GPS辅助空中三角测量工作来说，主要就是航摄准备工作以及航摄过程中的主要工作两方面来展开分析。第一，在航摄准备工作方面来说，首先要确定机载高动态GPS的天线类型，确保保障期没有违背相关的航空产品标准；其次，是要在飞机上安装好GPS天线，确保安装的准确性；最后，要将摄影机在相位天线的正下方进行固定，利用放大器将接收机与GPS天线进行连接。同时，还要时刻关注和测定GPS接收天线的相位中心与投影中心的偏心情况，确保航摄工作准备的准确充分。做好相关的准备工作后，在进行航摄期间和过程中，也要做到以下几点：首先是要以拍摄区范围来进行基准站的布设工作，将站间距离控制在四十千米范围以内；其次是要在设定的航线之内进行飞行拍摄；最后要加装相应的垂直架构，以确保空中三角网更加稳定以及可解[4]。

3.机载GPS天线偏心分量测定

在进行GPS动态定位解算后，可以获得一定间隔的、连续的坐标序列，想要对摄站位置进行精确地测量，不仅要对偏心矢量进行测定，同时还要对GPS有规律的坐标数列进行内插。找到摄影瞬间天线相位中心的位置，在进行航空飞行过程中，在摄影瞬间航空摄影机会发出一个脉冲，将GPS接收机输出的秒脉冲进行计算处理，将原有的曝光时间转化为GPS时间，从而对摄影站的位置进行准确的计算。

4.地面基准站联测

为了使GPS航空摄影顺利进行，降低其他不必要因素的干扰，在准基站上要架设必要的仪器。在八小时、二十四小时各观测一次，分别取得不同的数据，并对相应的数据进行收集和下载，再进行格式转换，进行数据质量的检查，对收集的数据进行系统的科学的分析。在确定符合相应的标准后再通过GPS进行航空摄影三角测量。通常情况下，所收集的数据利用率都是百分之百的，在没有外界其他因素干扰的情况下，观测数据的可靠性非常高[5]。

5.对空地标点观测

通过架设基准站对基准点进行长时间的观测，地标点进行观测两个小时，在对空地标点距离基准站距离超过一百千米的时候，要根据实际情况适当的延长对空地标点进行观测的时间。具体时长应控制在两个小时到四个小时之间，以确保地标点坐标可以满足像控点的精度要求。对于地面基准站联测数据也是一样的要求，要对空地标点观测数据质量以及数据预处理软件进行检验和处理，可以更好地保证观察数据观测的结果与设计相符，更好地满足设计的要求。

6.基准站高程联测

对于基准站高程联测来说，具体的操作方法如下：首先要用四等水精准度施测到建筑物的附近固定点，然后再利用电磁波高程导线的方法进行测量，以此来实现基准站高程联测的目的和效果。同时，在此过程中，还要对基准站高程测量的数据进行严格的检验和处理，在保证基准站高程联测的各项数据都符合精度指标的情况下，才能更好地满足基准站高程联测的设计要求。

7.监测点的观测

想要对GPS摄影测量技术应用效果和测量质量进行检验，就要在获得航空摄影相片之后，在加密区内选择地形较为明显且可以对图边进行控制的地物点设置为地标点，然后再选择一定数量的地物点作为检测点，对这些检测点进行GPS数据观察。其中大部分的点位都要距离基准站一百千米，对于每一个点位的和基准站进行联测的时间都要超过三个小时，数据采样的时间间隔控制在三十秒，卫星数量和卫星截止高度也要根据实际情况进行合理的控制和确定，以确保检测点观测的数据都能符合项目设计的要求，同时可以更好地提升GPS航空摄影测量的质量和水平。

三、结语

综上所述，GPS在航空摄影测量中有着至关重要的作用，随着科学技术水平不断提升，GPS技术也在航空摄影测量中有着更加良好的应用，对提升航空摄影测量精度贡献了力量。GPS技术的应用，有效的降低了生产成本，提升了测量的质量和效率，为航空摄影测量的发展提供了良好的契机。因此，对于GPS技术要不断创新和优化，更好地提升测量效果。