黃軍明　陳　功　裴良臣

摘 要： 隨著新技術(shù)的發(fā)展，特別是GPS定位技術(shù)發(fā)展，為航測像控測量帶來了變革.如何應(yīng)對這些變革，提高像控測量的效率與質(zhì)量，是當(dāng)前像控測量的重要問題。本文分析了新技術(shù)的優(yōu)缺點，根據(jù)相關(guān)研究，總結(jié)了新技術(shù)條件下像控測量的新特點。

關(guān)鍵詞：航測；像控點；精密單點定位

中圖分類號：P228.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-569X(2009)01-0061-02

1 引 言

隨著航空攝影測量在各個測繪應(yīng)用領(lǐng)域的普及, 關(guān)于影像像控點的測量任務(wù)在各生產(chǎn)單位也日趨增多。像控點測量是指根據(jù)像片上內(nèi)業(yè)的布點方案, 在實地根據(jù)影像的灰度和形狀找到并確定像控點的位置, 聯(lián)測求解該點平面坐標(biāo)及其高程。像控測量的傳統(tǒng)方法是: 平面坐標(biāo)采用常規(guī)測量方法, 即在高等級控制點上進(jìn)行導(dǎo)線測量方式測定,高程測量則采用圖根水準(zhǔn)測量或進(jìn)行三角高程測量。無疑, 由于航攝面積較廣, 傳統(tǒng)像控點測量方法作業(yè)相當(dāng)艱苦, 且工作量大, 效率低, 作業(yè)周期長。

目前像控作業(yè)基本采用GPS進(jìn)行測量，GPS 定位技術(shù)以其布網(wǎng)靈活方便、作業(yè)周期短、勞動強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于諸多測繪領(lǐng)域, 保證了以最快速度滿足用戶用圖的需要, 極大地提高了工作效率。在高等級的架空送電線路勘測設(shè)計中已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用，已經(jīng)是線路設(shè)計的主要數(shù)據(jù)獲取方式。與此同時，GPS定位技術(shù)以及數(shù)字航攝儀成像技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步，對像控測量技術(shù)也產(chǎn)生了影響。本文正是討論在新技術(shù)條件下，航測像控測量如何應(yīng)對這些變革。

2 GPS像控測量

根據(jù)生產(chǎn)實際及對相關(guān)參考文獻(xiàn)的查閱,生產(chǎn)單位利用GPS 進(jìn)行像控點測量的方法基本劃分為三種: 經(jīng)典靜態(tài)測量、快速靜態(tài)測量、RTK測量。這三種方法基本是根據(jù)GPS 技術(shù)的發(fā)展而提出來的，簡單介紹一下目前最常用的GPS像控測量模式。

（1）GPS 靜態(tài)相對定位是GPS 最經(jīng)典的定位方式,它在大地測量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其作業(yè)原理是通過組成雙差觀測值消除接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差等公共誤差, 削弱對流層延遲、電離層延遲等相關(guān)性強(qiáng)的誤差影響, 從而達(dá)到提高精度的目的。這種方式不需考慮復(fù)雜的誤差模型, 解算模型簡單、待估參少、定位精度高, 同時利用了雙差模糊度的整數(shù)特征, 因而得到廣泛使用。其不足之處在于: 作業(yè)時需至少一臺接收機(jī)置于基準(zhǔn)站上連續(xù)觀測, 影響了作業(yè)效率, 提高了作業(yè)成本; 隨著用戶站與基準(zhǔn)站距離的增加, 對流層延遲、電離層延遲等誤差的相關(guān)性減弱, 為達(dá)到預(yù)期精度, 必須相應(yīng)延長觀測時間, 一般在一小時左右, 在作業(yè)條件差的情況下甚至更長。

（2）經(jīng)典的靜態(tài)相對定位又提出了快速靜態(tài)定位。其基本方法是: 在測區(qū)的中部選擇一個基準(zhǔn)站(或參考站),并安置一臺接收機(jī), 連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星; 另一臺接收機(jī), 依次到各點流動設(shè)站, 并靜止觀測數(shù)分鐘, 以便按快速解算整周未知數(shù)的方法解算整周未知數(shù); 觀測中必須至少跟蹤4 顆衛(wèi)星; 接收機(jī)在流動站之間移動時, 不必保持對所測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤, 因而可關(guān)閉電源。GPS 快速靜態(tài)定位具有精度高、成本低、速度快、測量成果可靠及實際操作靈活簡便等優(yōu)點。但它作業(yè)范圍較小, 因為諸多誤差都隨距離的增長而使得相關(guān)性減弱, 以至不能正確解算模糊度。在當(dāng)前送電線路像控測量中，多采用該方式。

（3） RTK測量的基本方法原理是將一臺GPS 接收機(jī)設(shè)置成參考站, 架設(shè)在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo), 計算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù), 并由基準(zhǔn)站的專用電臺實時地將這一改正數(shù)發(fā)送出去。流動站在進(jìn)行GPS 觀測的同時, 也接收到基準(zhǔn)站的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù), 并對其實時定位的結(jié)果進(jìn)行改正, 從而提高定位精度。

3 GPS非差相位精密單點定位

當(dāng)前，有關(guān)研究人員又提出了利用非差相位精密單點定位技術(shù)，已經(jīng)得到了生產(chǎn)應(yīng)用，精度與可靠性也得到了證明，將其引入像控測量，將會對航測像控測量帶來變革。

GPS 非差相位精密單點定位是最近幾年剛發(fā)展起來的一項GPS 定位新技術(shù), 其思路是先利用全球若干IGS 跟蹤站的GPS 觀測數(shù)據(jù)計算出精密衛(wèi)星軌道參數(shù)和衛(wèi)星鐘差, 再以單臺雙頻GPS 接收機(jī)采集的非差相位數(shù)據(jù)作為主要觀測值來進(jìn)行單點定位計算, 相關(guān)研究表明，其靜態(tài)定位精度可達(dá)分米級甚至厘米級, 動態(tài)定位能達(dá)到分米級。由于它可利用單臺接收機(jī)在全球范圍內(nèi)進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)獨立作業(yè), 并且能直接得到高精度的ITRF 框架坐標(biāo)。

根據(jù)上面的描述, 可以得出GPS 非差相位精密單點定位在像控測量中較靜態(tài)定位或RTK還存在以下突出的優(yōu)勢:

（1）外業(yè)作業(yè)更簡單?，F(xiàn)存在的幾種作業(yè)方式都需要兩臺或兩臺以上的接收機(jī), 靜態(tài)測量還需要時間上的同步, RTK 需要在基準(zhǔn)站準(zhǔn)備好了才能作業(yè), 精密單點定位只要一臺接收機(jī)就可以作業(yè), 并在時間上沒有要求, 工作人員到點即可以施測。

（2）點位精度均勻穩(wěn)定, 整體精度連續(xù)性強(qiáng)。靜態(tài)測量或RTK測量在測區(qū)較大的情況下, 通常要進(jìn)行分區(qū)施測, 這將導(dǎo)致成果轉(zhuǎn)化的時候不一致, 存在某些系統(tǒng)誤差。GPS 非差相位精密單點定位得到的是高精度的ITRF 框架坐標(biāo), 它與作業(yè)面積的大小沒有關(guān)系, 因此成果只有一套轉(zhuǎn)換參數(shù), 精度是均勻的。

（3）與其它差分定位模型相比, 非差精密單點定位模型具有可用觀測值多, 保留了所有觀測信息,能直接得到測站坐標(biāo), 不同測站的觀測值不相關(guān),測站與測站之間無距離限制等優(yōu)點。

當(dāng)然, GPS 非差相位精密單點定位也存在不足,即在數(shù)據(jù)解算的時候要從IGS 數(shù)據(jù)分析中心免費下載衛(wèi)星精密軌道、精密鐘差等數(shù)據(jù)產(chǎn)品, 而這些產(chǎn)品在時間上一般有幾天的延遲。另外，由于是單點定位，缺乏必要的檢測條件，因此在施測的過程中，需要加強(qiáng)檢校。

4 GPS像控測量模式的選擇

經(jīng)典的GPS 靜態(tài)測量、快速靜態(tài)測量、GPS-RTK技術(shù)都已經(jīng)成功地被生產(chǎn)單位運用到像控測量中, 實踐也證明上述方法的可靠性和高效性。非差相位精密單點定位進(jìn)行測量的方法,有著獨特的優(yōu)越性, 應(yīng)在生產(chǎn)單位加以推廣, 這將進(jìn)一步節(jié)省人力和物力。當(dāng)然, 我們在實際生產(chǎn)中, 不要拘泥于某種觀測模型, 可以根據(jù)作業(yè)環(huán)境靈活運用上面的多種觀測方法。比如測區(qū)交通便利, 人員充足, 精度要求較高則運用經(jīng)典靜態(tài)定位; 測區(qū)小則運用快速靜態(tài)定位; 測區(qū)平坦則用RTK; 在山區(qū)則運用非差相位精密單點定位，當(dāng)然也需要進(jìn)行必要的質(zhì)量檢查，以保證像控測量的可靠性；在一個項目工程中合理地運用上面的方法, 將會達(dá)到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 俞旭升. DMC航攝影像外業(yè)像控布點的實驗研究[J].測繪科學(xué)，2006,（6）: 77~79.

[2] 匡翠林，范沖. GPS精密單點定位技術(shù)在像控測量中的應(yīng)用[J]. 四川測繪，2006,(1):3~6.

[3] 李宗海.GPS RTK技術(shù)在線路勘測中的應(yīng)用[J]. 高速公路運營與管理，2006,(7);57~59.

[4] 余世巖,林海.RTK應(yīng)用在架空送電線路勘測中的探討.測繪與空間地理信息，2007,(6);52~59.