天津市测绘院 天津市西青区 300381
摘要：近几年来，我国国民经济得到快速发展，科技水平有所提高，GPS作为重要的代表技术，对我国社会经济快速发展起到了重要的带动作用。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。现结合作者对GPS系统知识的掌握，针对其在摄影测量中的运用进行分析，根据GPS系统于摄影测量领域的发展，对GPS未来的应用前景加以预测。
关键词：摄影测量；GPS技术；具体应用；未来前景
1GPS简单概述
GPS是全球定位系统的英文简称，主要借助卫星定位导航系统，实现全方位的定位观测。GPS技术具有较多的优势特点：第一，受自然环境影响小，当前GPS只有在重大雷雨天气不适合进行观测。第二，观测时间短。根据观测类型不同，GPS的观测时间有所差异，但是较其他技术而言，该技术观测时间较短，其中动态定位仅需几秒钟。第三，定位精度高。GPS技术的定位精准度已经达到厘米级，其中GPS-RTK精度实现了1-2厘米，GPS-RTD精度达分米级。第四，操作简单。GPS具有较高自动化水平，在进行定位观测时，操作人员只需完成仪器的安置工作。
2摄影测量中GPS技术的具体应用
2.1GPS应用于航空摄影测量
航空摄影测量是摄影测量领域的主要方向，在当期摄影测量行业的发展最为迅速，其对GPS技术的运用最早，并形成了GPS航空摄影测量技术。作为一种新型的摄影测量技术，实现了航空摄影测量与GPS定位融合，将两者技术优点集于一身，是摄影测量领域的重要技术突破。所谓GPS航空摄影测量技术，就是在航摄飞机上安装相关仪器，实现对GPS信号的接受，并利用GPS动态定位进行瞬间摄影的技术。GPS在航空摄影测量中的运用，分为如下几个步骤：第一，航空摄影。航摄仪对测区进行摄影时，GPS接收机会架设相应的控制点，GPS地面基准站可对地面控制点进行观测。第二，像控点布设。根据收集的飞行数据，在分析与处理的基础上进行少量像空点布设，一般选择测区四角与中心位置，之后对像控点目标进行联测，均以3次为标准，以3次的平均值作为控制点的成果值。第三，数据预处理。外方位元素求解与空中三角测量是数据预处理的两个重要过程，借助同步的GPS基站，实现对控制点数据的精准测量，并依据航摄时间记录以及惯性测量单元数据进行计算，从而获得姿态数据。第四，立体测图。根据以上元素数据与数字摄影结果，按照一定的比例生产测绘产品，完成测区范围内的地形图。
2.2GPS-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。
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2.3GPS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。
2.4空中三角测量对GPS技术的运用
空中三角测量主要适用于航空摄影测量，主要是根据野外控制点的设定，通过内业控制的方式进行加密，并根据摄像片的几何特性，求得加密点的平面位置和高程。为更好地实现空中三角测量，首先要将航摄仪与GPS信号接收机进行同步，根据航空摄影测量的实际需要，选择地面上设置的基准站，在接收机上安装相应的仪器与航摄仪连接。根据仪器对GPS卫星的观测获得某些摄影瞬间，经过对数学算法和数学模型的统一，对航摄仪曝光时刻收集的摄站三维坐标进行处理，并对像片方位元素进一步确定。在对摄站三维坐标处理之前，运用测量差分定位技术对数据信息进行过滤处理，经过综合处理后将数据引入摄影测量区域网，并作为附加观测值进行平差。
3摄影测量中GPS技术的应用前景
与欧美发达国家相比，我国对GPS研究起步较晚，一开始该项技术主要运用于导航和军事领域，进行重要的军事情报收集，随着科技水平的不断进步，我国GPS技术发展十分迅速，基于系统定位速度和精度的提高，该项技术在测量工作中的应用越来越广泛，尤其是在摄影测量行业，不仅可以进行快速动态测量，同时测量精度较高。当前，GPS技术的发展情前景十分广阔，将其运用于摄影测量之中，通过与相应的摄影技术加以融合，使两者优势综合运用，对社会进步与经济繁荣具有重要影响，新时期GPS摄影测量日渐渗透到社会各行业的发展之中，实现了海陆空全方位的摄影测量。
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。
4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。基于GPS具有的定位时间短、精度高、受环境影响小、操作简单等优势特点，在摄影测量领域得到了广泛的运用，在航空摄影测量、区域网平差、空中三角测量等环节都有显著的体现。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]李玲.浅谈GPS在摄影测量中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2013，2：174+176.
[2]牛永力.GPS在航空摄影测量中的应用[J].河南科技，2012，11：67
论文作者:杨晓峰,苏坤
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/30
标签：测量论文; 技术论文; 航空论文; 领域论文; 数据论文; 坐标论文; 精度论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;