攝影測量中衛星導航與定位系統（GPS）的運用研究

文/周永檜、蔡少輝、王龍 核工業二一六大隊 新疆烏魯木齊 830011

攝影測量中衛星導航與定位系統（GPS）的運用研究

文/周永檜、蔡少輝、王龍 核工業二一六大隊 新疆烏魯木齊 830011

GPS是（Global Positioning Sys tem）的縮寫，起源于上個世紀70年代的美國，直至1995年以后，GPS系統才具備全部的運作能力，其具體的功能是多樣化的，這是因為它可以在水、陸、空等各個方向實時三維導航與定位。GLONASS 衛星導航系統是由前蘇聯建立，目前我國也在積極的發展自己的衛星導航系統，同時GPS技術的應用也使測繪行業發生了一場深刻的技術變革。

攝影測量；衛星導航；定位系統（GPS）；運用

GPS就是我國新一代衛星導航與定位系統的簡稱，其作為21世紀發展最為快速的技術之一，在推動我國民營經濟發展進程中發揮著巨大的作用。短短的幾年之后，GPS這一技術不僅僅應用于少數科研單位與軍用機構，其在民用企業以及攝影測量領域中也都得到了廣泛的應用，GPS以操作簡易、定位精準度高的特點深受人們的喜愛，本文對其具體運用的途徑進行列舉與論述。

1、淺談GPS攝影測量

Global Positioning System 的 縮 寫 為GPS，與其他衛星數目相比較GPS衛星的數目是較多的，并且其分布具有一定的勻稱性。GPS攝影測量就是對攝影所得到的像片進行利用，進而對所攝物體的某些基本特性以及該物體與外界的關系進行研究與確定，例如對所攝物體形狀、大小、屬性、位置等的相互關系進行研究。近些年，GPS技術在攝影領域中所處的地位是至高無上的，其可以將常規測角以及其他測距手段進行完全的取代，降低了攝影測量工作的成本，提高了工作的效率。

2、探究GPS在攝影測量中的具體應用

2.1 GPS攝影測量應用的原理

GPS技術最早是由美國研究發明的，其是對太空中的幾十顆衛星進行利用，使其組合成為一個系統，將導航信號發射到大自然中，使用者在GPS終端體系的輔助下進而完成對信息的接受工作，同時使自己發射信號的位置明確化，這樣的數據信息在精度、維度、高度上都是極為精細的。GPS的應用原理是較為復雜化的[1]，如果是在室外環境中，只要信號處于正常的模式中，那么自己所處的位置的經緯度數據就被準確的確定下來，當然高度系數數據也達到了精確化的目標。如果將上述數據輸入到像片中，可以引進與應用這一方式，就是將GPS項目技術巧妙而準確的添加到EXIF 體系中，此時就能夠將與所拍攝地點相關的信息資料詳細的記錄并妥善的儲存下來。GPS技術再對上述數據資料進行再一次的處理與加工，此時完成對攝影測量工作整體導航的工作任務。

GPS攝影測量在應用之時一定要使測量點明確化，從而才能建立健全三維立體幾何坐標，此時在開展測量工作時才能夠準確的獲得取像點的三維立體幾何坐標，以確保坐標的精確性與準確性。在攝影的拍攝環節中，三角測量的最初數據是這樣確定下來的，就是指在拍攝的過程中對像點的坐標進行精確的測量，所得到的測量數據值就是三角測量的原始數據，而在測量進程中需要對部分地面的控制點作為坐標開展實際測量這一工作流程，最終將有效的數據獲得，在相關計算方法的輔助下對地面坐標的加密點進行解述，此時攝影測量工作的基本需求就得到了相應的滿足。

2.2 GPS在攝影測量中所應用的最新技術

RTK是目前GPS攝影測量中應用范圍最廣的最新型技術之一，其是實時載波相位測量的簡稱，隨著科學技術水平的提升，RTK技術也得到了創新與發展，這一技術參與攝影測量進程中所起到的作用是極大的，這是因為其具有以下幾種優勢：一是其不受空間與時間的限制，在全球范圍之內都可以應用，當然也不受氣候的影響，不需要通視；二是這一技術引進與應用使點位坐標及時精確的獲取，測量人員可以在極短的時間內對數據信息進行有效的處理，此時數據的質量得到一定的擔保，這也是對GPS技術應用范疇的拓展；三是RTK技術的加入提高了GPS系統運行的連貫性與精準度，使采集的數據信息精準性更高，只要點位的精確度與標準相匹配，那么用戶就可以終止攝影觀測工作了，并且知道了該次攝影測量工作的質量，此時在RTK技術的輔助下，攝影測量作業的效率被大幅度的提升。

2.3 GPS航空攝影測量技術的應用

GPS航空攝影測量技術其實質上就是精準度極高的GPS動態定位測量與航空攝影測量兩者有機整合的一種高端新型的技術手段。航攝相片的定位是攝影測量作業中被高度重視的問題之一。其作為GPS攝影測量工作中重新建設的一個集合立體模型，就必須明確像片的內、外方位等相關要素，而像片的外方位要素一般是經由空中三角測量與地面控制點測量而計算出來的。GPS航空攝影測量技術的應用，就是在防空攝影飛機自體上安設可以接收GPS信號的設備，該設備通過某種方式將GPS系統與航空攝影儀器相連接，完成對某一瞬間鏡像的拍攝工作。

2.4 分析GPS技術在攝影測量中應用的優勢

GPS技術之所以在攝影測量作業中取得良好的應用成果，是因為該技術在應用之前，傳統的經緯儀器、測距儀器、全站儀器這些常規的測量儀器將地面控制點的所需測量點進行測量并得到精確的結果，但是上述測量技術要落實應用就必須與控制點想通視的基礎性原則相匹配，此時它們就無法全面的滿足攝影測量作業所達效果的需求，而GPS技術的應用不需要通視，從而提供了攝影測量的精確性，大大提高了測量工作的效率與質量。

3、預測GPS系統的應用前景

過去，GPS系統的設計最主要的目標是將其應用于導航領域中，將軍事情報及時而準確的收集。而隨著時間的推移，GPS系統將會有更為寬廣的應用空間與更為明朗的發展前景，例如利用GPS衛星發送的導航定位信號完成那些緊密度高的測量與定位工作任務，還可以進行超高度的時間測量，此時，GPS系統在海、陸、空等三維空間順利的應用。而對于攝影測量領域來說，GPS衛星定位技術已經基本成熟，全國性的攝影測量控制網的建設與健全，將會使GPS技術完成對海島陸地聯測、海洋測繪等各項攝影測量作業活動。

結語：

總之，GPS技術在攝影測量領域中將會有更打的發展空間，其頻繁的應用將會引領全球環境遙感監測技術的變革創新， 這一新型技術全球性、全能性、全天候性的導航定位、定時、測速的優勢將會最大限度的促進測繪行業的發展，為社會、為廣大人民群眾創造更大的經濟利益，為提升我國的國民經濟實力推波助瀾。

[1]魏鳳仙.GPS在攝影則量中的基本原則與程序[J].時代探究,2008.