摄影测量中卫星导航与定位系统（GPS）的运用研究

文/周永桧、蔡少辉、王龙 核工业二一六大队 新疆乌鲁木齐 830011

摄影测量中卫星导航与定位系统（GPS）的运用研究

文/周永桧、蔡少辉、王龙 核工业二一六大队 新疆乌鲁木齐 830011

GPS是（Global Positioning Sys tem）的缩写，起源于上个世纪70年代的美国，直至1995年以后，GPS系统才具备全部的运作能力，其具体的功能是多样化的，这是因为它可以在水、陆、空等各个方向实时三维导航与定位。GLONASS 卫星导航系统是由前苏联建立，目前我国也在积极的发展自己的卫星导航系统，同时GPS技术的应用也使测绘行业发生了一场深刻的技术变革。

摄影测量；卫星导航；定位系统（GPS）；运用

GPS就是我国新一代卫星导航与定位系统的简称，其作为21世纪发展最为快速的技术之一，在推动我国民营经济发展进程中发挥着巨大的作用。短短的几年之后，GPS这一技术不仅仅应用于少数科研单位与军用机构，其在民用企业以及摄影测量领域中也都得到了广泛的应用，GPS以操作简易、定位精准度高的特点深受人们的喜爱，本文对其具体运用的途径进行列举与论述。

1、浅谈GPS摄影测量

Global Positioning System 的 缩 写 为GPS，与其他卫星数目相比较GPS卫星的数目是较多的，并且其分布具有一定的匀称性。GPS摄影测量就是对摄影所得到的像片进行利用，进而对所摄物体的某些基本特性以及该物体与外界的关系进行研究与确定，例如对所摄物体形状、大小、属性、位置等的相互关系进行研究。近些年，GPS技术在摄影领域中所处的地位是至高无上的，其可以将常规测角以及其他测距手段进行完全的取代，降低了摄影测量工作的成本，提高了工作的效率。

2、探究GPS在摄影测量中的具体应用

2.1 GPS摄影测量应用的原理

GPS技术最早是由美国研究发明的，其是对太空中的几十颗卫星进行利用，使其组合成为一个系统，将导航信号发射到大自然中，使用者在GPS终端体系的辅助下进而完成对信息的接受工作，同时使自己发射信号的位置明确化，这样的数据信息在精度、维度、高度上都是极为精细的。GPS的应用原理是较为复杂化的[1]，如果是在室外环境中，只要信号处于正常的模式中，那么自己所处的位置的经纬度数据就被准确的确定下来，当然高度系数数据也达到了精确化的目标。如果将上述数据输入到像片中，可以引进与应用这一方式，就是将GPS项目技术巧妙而准确的添加到EXIF 体系中，此时就能够将与所拍摄地点相关的信息资料详细的记录并妥善的储存下来。GPS技术再对上述数据资料进行再一次的处理与加工，此时完成对摄影测量工作整体导航的工作任务。

GPS摄影测量在应用之时一定要使测量点明确化，从而才能建立健全三维立体几何坐标，此时在开展测量工作时才能够准确的获得取像点的三维立体几何坐标，以确保坐标的精确性与准确性。在摄影的拍摄环节中，三角测量的最初数据是这样确定下来的，就是指在拍摄的过程中对像点的坐标进行精确的测量，所得到的测量数据值就是三角测量的原始数据，而在测量进程中需要对部分地面的控制点作为坐标开展实际测量这一工作流程，最终将有效的数据获得，在相关计算方法的辅助下对地面坐标的加密点进行解述，此时摄影测量工作的基本需求就得到了相应的满足。

2.2 GPS在摄影测量中所应用的最新技术

RTK是目前GPS摄影测量中应用范围最广的最新型技术之一，其是实时载波相位测量的简称，随着科学技术水平的提升，RTK技术也得到了创新与发展，这一技术参与摄影测量进程中所起到的作用是极大的，这是因为其具有以下几种优势：一是其不受空间与时间的限制，在全球范围之内都可以应用，当然也不受气候的影响，不需要通视；二是这一技术引进与应用使点位坐标及时精确的获取，测量人员可以在极短的时间内对数据信息进行有效的处理，此时数据的质量得到一定的担保，这也是对GPS技术应用范畴的拓展；三是RTK技术的加入提高了GPS系统运行的连贯性与精准度，使采集的数据信息精准性更高，只要点位的精确度与标准相匹配，那么用户就可以终止摄影观测工作了，并且知道了该次摄影测量工作的质量，此时在RTK技术的辅助下，摄影测量作业的效率被大幅度的提升。

2.3 GPS航空摄影测量技术的应用

GPS航空摄影测量技术其实质上就是精准度极高的GPS动态定位测量与航空摄影测量两者有机整合的一种高端新型的技术手段。航摄相片的定位是摄影测量作业中被高度重视的问题之一。其作为GPS摄影测量工作中重新建设的一个集合立体模型，就必须明确像片的内、外方位等相关要素，而像片的外方位要素一般是经由空中三角测量与地面控制点测量而计算出来的。GPS航空摄影测量技术的应用，就是在防空摄影飞机自体上安设可以接收GPS信号的设备，该设备通过某种方式将GPS系统与航空摄影仪器相连接，完成对某一瞬间镜像的拍摄工作。

2.4 分析GPS技术在摄影测量中应用的优势

GPS技术之所以在摄影测量作业中取得良好的应用成果，是因为该技术在应用之前，传统的经纬仪器、测距仪器、全站仪器这些常规的测量仪器将地面控制点的所需测量点进行测量并得到精确的结果，但是上述测量技术要落实应用就必须与控制点想通视的基础性原则相匹配，此时它们就无法全面的满足摄影测量作业所达效果的需求，而GPS技术的应用不需要通视，从而提供了摄影测量的精确性，大大提高了测量工作的效率与质量。

3、预测GPS系统的应用前景

过去，GPS系统的设计最主要的目标是将其应用于导航领域中，将军事情报及时而准确的收集。而随着时间的推移，GPS系统将会有更为宽广的应用空间与更为明朗的发展前景，例如利用GPS卫星发送的导航定位信号完成那些紧密度高的测量与定位工作任务，还可以进行超高度的时间测量，此时，GPS系统在海、陆、空等三维空间顺利的应用。而对于摄影测量领域来说，GPS卫星定位技术已经基本成熟，全国性的摄影测量控制网的建设与健全，将会使GPS技术完成对海岛陆地联测、海洋测绘等各项摄影测量作业活动。

结语：

总之，GPS技术在摄影测量领域中将会有更打的发展空间，其频繁的应用将会引领全球环境遥感监测技术的变革创新， 这一新型技术全球性、全能性、全天候性的导航定位、定时、测速的优势将会最大限度的促进测绘行业的发展，为社会、为广大人民群众创造更大的经济利益，为提升我国的国民经济实力推波助澜。

[1]魏凤仙.GPS在摄影则量中的基本原则与程序[J].时代探究,2008.