GPS在攝影測量中的應用探析

摘 要：GPS是一種衛星導航與定位系統，它是科學技術發展的產物，是一種高新技術。在我國的應用上也得到了空前的發展，從最初的只有幾個領域，到現如今的眾多領域，攝影測量工作是其中的一個，GPS的諸多優勢在攝影測量中都能得以充分的體現，如操作簡便、精準度高、全天候等。文章先就GPS在攝影測量中應用的相關問題進行了分析，而后揭示出了GPS系統的發展趨勢，希望通過文章的分析能夠使人們對GPS在攝影測量中的應用有一個全面的了解，進而更好的促進其發展和應用。

關鍵詞：GPS；攝影測量；應用；分析

引言

與其他衛星相比，GPS衛星是豐富并且大量的。GPS攝影測量是利用攝影所得相片來研究和確定被攝物體的一些基本特征和關系。從誕生之日到今天，已經逐漸發展成為了攝影測量中不可或缺的技術，在某種程度上說已經完全取代了用常規測角、測距手段等比較常規的方法。但是還應對其進行進一步的研究，以便更好的為人們的生產生活服務。

1 GPS在攝影測量中的應用

伴隨著科學技術的日益創新，GPS在攝影測量中的重要地位得到了越來越明顯的體現，究其原因是它的精準度高、全天候、速度快、費用省、不受通視條件等優勢受到了人們的廣泛青睞。

1.1 GPS攝影測量的原理

美國最先研究出了GPS，主要是向太空中幾十顆衛星不斷發射導航信號，用戶通過GPS終端對以上信號進行接收，并且將自身所在地理位置的詳細數據進行精準確定的系統。GPS的系統原理比較復雜，文章不做過多的分析，我們只要知道在GPS的作用下，人們能夠在世界任何信號好的地理位置對自身所處的經緯度、高度數據進行整體的把握。得到了以上數據，可以將其融匯于照片中，進而將拍攝地點的信息完整的保留下來。另外，對這些數據進行更為深入的加工對路徑導航的發展還有一定的促進作用。GPS攝影測量要獲得攝影測量點的三維幾何坐標，測量時不僅能夠獲得點的三維幾何坐標，其高程精度還能得到有效保障。在攝影中三角測量是以拍攝像片所量測的像點坐標作為原始數據，以少量地面實測的控制點地面坐標為基礎，在完成了以上工序后，得到了比較可信的數據，然后運用科學的計算方法得到了加密點的地面坐標，做到了這些，攝影測量所需要的標準才能夠達到。航測控制測量時，要對所有布設的像控點進行整網平差，這樣才能得到可信度比較高的三維坐標信息。

1.2 攝影測量中應用GPS的原因

GPS未誕生之時，經緯儀、測距儀、全站儀是進行攝影地面控制點的測量中使用到最多的工具。使用它們最為關鍵的是要保證一點，那就是控制點間要相通視，如果沒有符合攝影測量的要求就很難得到保障。一個根本弊端就是地理位置不便利的地方常常無法測量，這在我國的西部地區表現的比較明顯。自從有了GPS，情況有了明顯的改觀，因為其對控制點的要求不是那么嚴苛，GPS所進行的攝影測量擁有精度高和速度快的優勢，所以一經應用，就從眾多的攝影測量技術中脫穎而出，成為攝影測量的主要技術手段。在科學技術創新的發展下，一些GPS輔助攝影測量技術也如雨后春筍般的不斷涌現，受到了人們的關注和重視。

1.3 GPS在攝影測量中的應用中的最新技術

1.3.1 RTK

是比較新穎的技術。隨著人們應用GPS攝影測量的不斷深入，RTK技術也得到了比較成熟的發展，經實踐證明在攝影測量中融入RTK技術具有比較多的優點：（1）應用范圍比較廣，沒有氣候、時間等因素的影響，也不需要通視。（2）能夠及時的獲得高精度的點位坐標，實時處理問題數據的能力得到了大幅度的提高，進而也改善了攝影測量的工作效率，數據的質量也得到了保障，GPS攝影測量的應用范圍也得到了有效擴大。（3）將RTK技術融入到GPS攝影測量中，能夠在運動過程中連續高精度采集攝影測量需要的數據，實時掌控定位精度。當定位精度要求達到了一定的標準，此時攝影觀測就可以停止了，還可以全面的了解觀測效果，經過實踐證明攝影測量的工作效率也得到了大大的提高。

1.3.2 GPS航空攝影測量技術

所謂的GPS航空攝影測量技術就是高精度的GPS動態定位測量與航空攝影測量的有機結合。攝影測量中有一個比較重要的問題就是航攝像片的定向，要想在GPS攝影測量中重新建立一個幾何的立體模型，首先必須要對像片的內、外方位的某些元素進行全方位的了解，而像片的外方位元素主要來源于空中三角的攝影測量和地面大量的控制點進行間接求得。

1.3.3 GPS輔助空中三角測量

它的應用原理主要是利用統一的數學模型和算法來整體確定物方點位和像片方位元素，還要對質量進行評估，通過對航攝飛機上與航攝儀相連接的和設在地面的基準站上的至少兩臺GPS信號接收機上安裝機器，這樣做是為了保證同步，能夠將GPS衛星信息進行連續觀測，捕捉必要的攝影瞬間，處理獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標是在進行了GPS載波相位測量差分定位技術的離線數據后進行的工作，進而以附加觀測值的身份運用到攝影測量區域網平差中。

1.3.4 GPS輔助攝影測量區域網平差的類型

航帶法、獨立模型法和光線束法是攝影測量區域網平差的三種類型，其中光線束法是準確度最高的攝站測量平差方法。從總體上而言，需要求得的未知數是比較多的，既有加密點的三維坐標，還有像片的外方位元素，它們都和GPS確定的攝站坐標聯系的較為緊密。航帶法求得的是自由航線網的非線性變形改正參數，獨立模型法求得的單元模型的空間相似變換參數，光束法是未知數直接為航攝像片的外方位元素，從這方面來說光束法和GPS攝站坐標之間有更為明顯的聯系，比較適合運用其中。

2 GPS系統的發展趨勢

在剛剛誕生之初，導航、收集情報是GPS系統較為重要的應用范圍，而今科學技術的發展使其有了更加廣泛的適用范圍，其一就是通過GPS衛星發來的導航定位信號，來進行更為高科技的時間測量。就攝影測量而言，GPS衛星定位技術已經獲得了比較成熟的發展，我國建立了高精度的攝影測量控制網用來測定全球性的地球動態攝影測量參數。還應該特別注意GPS的應用中有一定的攝影測量基準，以此為基礎，海島陸地聯測、海洋測繪攝影測量才能有更好的發展。在測定航空航天攝影瞬間的相機位置的應用中，GPS也有不俗的表現，可以形成只有少量地面控制或無地面控制的航測快速成圖，這也是開啟了地理信息系統、全球環境遙感監測發展的更為新穎的技術領域，發展前景可觀。

3 結束語

通過文章的分析，使我們了解到GPS是一種技術含量比較高的技術，實際上從出現之日起就獲得了比較廣泛的關注，應用的領域也是越來越多，幾乎每個行業都會或多或少的利用到GPS，它大大解放了生產力，提高了工作效率，使人們對未知領域的探索更加進了一步，相對應的經濟效益也是斐然的。我們有理由相信，隨著科學技術的進步，GPS在我國的應用將越來越廣泛，更好的為人們的生產生活服好務。

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