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基于GPS辅助航测技术在大比例尺航测成图中的应用

发表时间：2018/9/20 来源：《建筑学研究前沿》2018年第12期作者：李海龙

[导读] 随着科技的发展，航空摄影测量已经逐渐的成为了我国大比例尺基础地理信息数据采集的重要方法。

辽宁百特测绘地理信息有限公司辽宁沈阳 110034
　　摘要：随着科学的不断进步，越来越多的辅助技术对人们的生活和工作带来了极大的便利，大比例尺航测成图为我国的城市建设和社会发展的便利做出了很大的贡献，而随着不断的进步，对于大比例尺航测成图的各种辅助技术也得到了很大的发展，其中比较有代表性的就是GPS技术在大比例尺航测成图中的应用，近年来，GPS技术的应用和发展越来越好，在大比例尺航测成图中，GPS辅助航测技术的推广应用，降低了传统像片控制测量的作业成本，优化了传统空三加密工序的技术，成为了大比例尺航测成图中不可或缺的重要辅助技术。
　　流程，从而有效缩短了航测法成图周期。
　　关键词：GPS辅助航测技术、大比例尺航测
　　
　　
　　引言：随着科技的发展，航空摄影测量已经逐渐的成为了我国大比例尺基础地理信息数据采集的重要方法。通常情况下，从航空摄影到基础地理信息数据产品的获取需要经过航空摄影、地面控制、空三加密、内业测图等几个基本的阶段。在过去的传统航空摄影测量需要进行大量的地面像控测量工作，并通过空三测量来获取内业测图所需的外方位关键数据。因此，往往是航空摄影完成后，需要投入大量的人力物力和时间去完成外业像控测量工作，等内业测图完成往往是航空摄影完成后 1-2年了，航空摄影资料的现势性大打折扣。随着 IMU DGPS辅助航空摄影测量技术的出现并逐渐成熟，这种可大大减少地面控制点、缩短成图周期、节省成图费用的技术也逐步应用到航空遥感的各个领域中。
　　一、GPS辅助航测技术的发展历程
　　GPS也就是全球定位系统，最开始将GPS应用到辅助航测成图要追述到20世纪80年代，借助于GPS辅助作用，可以直接测量出投影光束的三个线元素，通过空三的方法进而获取角元素，部分实现了直接的获取。传统的航空摄影测量包括航空摄影、像片控制测量、空中三角测量、内业测图等几个阶段，传统航摄技术无法获取像片的外方位元素，只能依靠像片控制测量野外获取大量的地面控制点，再通过空中三角测量获得内业测图所需的加密点坐标及外方位元素数据。但随着先进的空间技术在航空摄影测量领域的应用，采用ＧＰＳ动态定位方法测定摄站空间位置（即外方位元素中的 3个线元素）数据与基于航片的坐标像点观测采集联合平差的ＧＰＳ辅助空中三角测量技术，正在逐步应用于一线的测绘生产。这种技术的推广降低了传统空中三角测量对地面控制点的依赖和需求，缩短了像片控制测量的野外工作量和作业周期。

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根据ＧＰＳ辅助空三技术在永城测区大比例尺地形图测绘的应用情况，通过对其项目中的实施情况进行介绍和分析，希望从中获得实用有效的生产技术心得。
　　二、 IMUGPS辅助航测技术成图的兴起
　　20世纪90年代的时候，世界上首次使用了GPSINS技术进行了航测直接进行地里定位的方法，在实验的过程中，有效的避免了GPS在航测的高动态情况下容易出现的失去锁定现象。很大程度的提高了航测的准确度，同时也提高了航测成图过程中的图像质量，相比传统的航测技术，有了非常大的提升，也是由这次实践开始，IMUDGPS辅助航空摄影测量技术成为了航测方面和遥感技术科学方面研究的热门，同时，这项技术也是对传统的航拍航测技术的又一次突破性革新。为未来的航测航拍提供了新的思路和方向，由此开始，世界上各国都开始重视相关的技术并进行了研究，通过一系列的研究和实验，针对航拍航测技术开发了对应的软件和作业的流程
　　三、ＧＰＳ辅助空中三角测量技术分析和建议
　　（一）像控测量以及空三点加密技术的总结
　　首先是对于航测加密分区的划分：通常情况下需要选取四到五条航测的线路，在这个基础上，每条航测线路的20片左右作为一个加密分区，在这个分区的四角点布设平高的控制点。根据实际情况的不同，设计不同的检查点个数即可。而关于平高控制点测量方面，可采用ＧＰＳＯＲＴＫ技术快速获取控制点三维坐标。最后，我们还需要进行加密结果的定向检查，通过加密完成后对单模型进行绝对的定向检查，来确保不存在超限的情况。
　　（二）漂移误差的改正方式
　　目前，由于技术和方法还处在发展的状态，ＧＰＳ动态定位所获取的摄站坐标仍然存在着无法完全达到空中三角测量所需要的控制点的精度方面的要求，所以，在进行区域网平差的过程中通过利用地面的控制点来进行强制的系统误差补偿是就目前情况来说非常必要的，ＧＰＳ辅助空三需要对漂移误差进行修正。对于Ｇｅｏｌｏｒｄ-ＡＴ平差软件通过生产实践得出，如果区域网每条航线端头存在着控制点，则可以采用航线改正漂移误差，反之，如果区域网控制点四角布点，则可以采用区域改正漂移误差，以上两种情况都不成立的情况，既无控制或控制点分布在局部，这样的情况下无须利用控制点进行漂移误差的改正，软件自行进行补偿修正处理。
　　（三）ＧＰＳ辅助空三精度的评价
　　在进行航测的过程中，从以往的经验来讲，在平坦地形采用空中ＧＰＳ辅助空三技术进行作业的过程中，检查点平面与高程精度都有着十分良好的表现，在这样的情况下，空三与传统布点方案相比无明显变化，都可以完全满足1∶1 000大比例尺测绘的数字产品对应的生产要求。但相对传统方案来讲，空三的设计方案可以在保证成图规范要求下却可节省外业控制点数量高达百分之四十到百分之七十，相对于传统航空摄影测量，减少了户外作业的工作量，从而提升了生产效率。特别是对一些难于布设野外控制点的地形区域的航测法成图工作带来了极大的便利。在光束法区域网平差方面，将传统的地面控制测量成果与空间ＧＰＳ摄站测量成果联合平差，大大降低了传统由于地面控制点选取受地面限制，在转判像点量测时造成的精度损耗，减少了空三内业环节人为因素对控制成果精度的影响，提高了空中三角测量精度，地面精度甚至可以达到厘米级。
　　结语：就目前我国的情况来讲，GPS辅助空中三角测量已经经过了大量的试验和生产实践，从而在中、小比例尺航测成图中较为广泛地应用，并且取得了良好的效果，但在大比例尺航测成图中的应用还不多，缺乏足够的实践与经验。随着相关技术的不断发展和进步，以及IMU数据处理技术的不断提高，这种可以极大程度的减少航测所需的地面控制点，并且有效的缩短航测成图周期的方法，将能为航测技术以及我国的城市建设和社会发展节约很大的费用，为我国已经存在航测成图的地区的地形图补完以及还没有航测地形图的区域进行航测提供更高效更有力的帮助。
　　参考文献
　　[1]ＧＰＳ辅助空中三角测量原理及应用[Ｍ]，袁修孝
　　[2]ＭＵＤＧＰＳ辅助航空摄影测量综述[Ｊ]，李学友
　　[3]城市遥感技术在特大型城市政府决策中的重要作用[J]，陈基伟
　　[4]GPS卫星测量原理与应用[Ｍ]，周忠谟，易杰军