鄭淑文，鄔丹（江西省地理國情監(jiān)測遙感院，江西南昌330000）

GPS技術(shù)在像控測量中的應(yīng)用及影響

鄭淑文，鄔丹（江西省地理國情監(jiān)測遙感院，江西南昌330000）

隨著影像測量的不斷發(fā)展，像控測量當(dāng)中應(yīng)用的技術(shù)方法也在不斷革新，傳統(tǒng)的坐標(biāo)測量方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的像控測量需求，不僅效率低，而且作業(yè)周期較長，而GPS技術(shù)具有全天候、實時和連續(xù)監(jiān)控的特點，其在像控測量當(dāng)中的應(yīng)用能夠有效提升測量的效率。本文主要對像控測量當(dāng)中GPS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討，以期能夠不斷豐富像控測量研究。

GPS技術(shù)；像控測量；應(yīng)用

GPS技術(shù)布網(wǎng)靈活、周期短、效率高在各行各業(yè)當(dāng)中都得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在測繪領(lǐng)域中大放異彩，其在像控測量中的應(yīng)用不僅能夠大幅度提高像控測量的效率，減輕工作強(qiáng)度，而且還能夠有效提升像控點精度，因而加強(qiáng)GPS技術(shù)在像控測量當(dāng)中的應(yīng)用研究，對于推動像控測量發(fā)展具有重要作用。

1 GPS靜態(tài)測量在像控測量當(dāng)中的應(yīng)用

GPS當(dāng)中靜態(tài)測量是最為經(jīng)典的定位方式，在應(yīng)用上也是最為成熟的，如圖1所示就是比較常見的測量圖示。在各種測量領(lǐng)域當(dāng)中，GPS靜態(tài)測量也是得到了廣泛應(yīng)用，其是利用雙差觀測值來消除接收機(jī)鐘差和衛(wèi)星鐘差，減輕電離層和對流層延遲對測量的誤差影響，從而有效提升測量的精度，而且這種測量方式在進(jìn)行測量時可以忽略復(fù)雜誤差模型，所應(yīng)用的解算模型比較簡單，待估參數(shù)比較少，定位精度更高，通過雙差模糊度整數(shù)特征的應(yīng)用得到了廣泛推廣，在像控測量當(dāng)中應(yīng)用也是十分廣泛。但這種測量技術(shù)也不是十全十美的，也存在一定的不足，表現(xiàn)在：在進(jìn)行測量作業(yè)過程中，需要至少有一臺接收機(jī)放在基準(zhǔn)站上進(jìn)行連續(xù)觀測（如圖2），這樣無疑就增加了測量的成本和時間，拉低了測量作業(yè)的效率。而且隨著基準(zhǔn)站和用戶站之間的距離越來越遠(yuǎn)，電離層和對流層延遲誤差的影響也會逐漸加大，靜態(tài)測量對這類誤差的影響也在減弱，為了有效提升測量精度，就必須將觀測的時間延長，對于測量條件較差的地區(qū)可能需要更長的測量時間，這無疑就拉低了像控測量的效率。

圖1 像控測量中的GPS應(yīng)用

GPS技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確定位是需要對整周模糊度進(jìn)行準(zhǔn)確計算的，在確定整周模糊度之后才能夠?qū)Χㄎ痪冗M(jìn)行確定，也不會隨著測量時間的延長而提高，如果忽略衛(wèi)星分布圖對測量帶來的影響，那么定位精度是可以通過計算觀測歷元數(shù)方根正比來進(jìn)行確定。因而測量人員在應(yīng)用靜態(tài)測量技術(shù)進(jìn)行測量過程中可以適當(dāng)將觀測時間縮短，而這個縮短的前提是測量人員對周周模糊度的確定。因而在經(jīng)典靜態(tài)定位測量的基礎(chǔ)上，研究人員又提出了快速靜態(tài)定位的方法，這種測量方法就是在測量的區(qū)域內(nèi)中部選擇建立一個基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站安裝一臺接收機(jī)，對所有可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)跟蹤，然后將另外一臺接收機(jī)一次安置在其他流動站位置上，然后在每個位置上靜止觀測幾分鐘，對整周未知數(shù)進(jìn)行計算。在測量過程中要注意，所跟蹤的衛(wèi)星數(shù)量不能少于四顆，在不同流動站之間移動接收機(jī)時可以不用保持對衛(wèi)星的跟蹤，可將移動接收機(jī)電源暫時關(guān)閉，以便節(jié)省接收機(jī)的電源。這種快速靜態(tài)定位測量的方法的精度更高，而且成本更低，效率更快，測量人員在進(jìn)行測量過程中操作更加靈活，測量過程中的關(guān)鍵就是對模糊度進(jìn)行正確解算。

圖2GPS靜態(tài)測量

2 RTK測量在像控測量中的應(yīng)用

RTK測量技術(shù)在近年來各種測量當(dāng)中也開始得到廣泛應(yīng)用，其主要是通過將一臺接收機(jī)設(shè)置成參考站，將其放置在基準(zhǔn)站上對衛(wèi)星進(jìn)行觀測，然后根據(jù)基準(zhǔn)站的精密坐標(biāo)來對基準(zhǔn)站和衛(wèi)星之間的距離改正數(shù)進(jìn)行計算，然后將計算出來的結(jié)果通過電臺發(fā)送出去。其他地方的流動站在進(jìn)行GPS觀測過程中接收到來自基準(zhǔn)站的改正數(shù)，根據(jù)改正數(shù)來調(diào)整實時定位結(jié)果，這樣能夠有效提升定位精度，如圖3所示。對于差分GPS則可以將其分為三種類型，其中在像控測量中應(yīng)用較多的是單站GPS，在單站GPS測量當(dāng)中又可以分為位置差分、偽距差分以及載波相位差分，其中在進(jìn)行測量時位置差分和偽距差分是可以滿足到米級別的精度，載波相位差分則可以達(dá)到厘米級別的精度，在房產(chǎn)測量、控制測量等當(dāng)中也好的了廣泛應(yīng)用。而相對于上面提到的GPS靜態(tài)定位和快速靜態(tài)定位測量來說，這種測量方法不需要進(jìn)行事后處理，所以其定位效率也是得到了很大程度的提升。

圖3RTK技術(shù)測量示意圖

從上面的分析可以看出，RTK技術(shù)在像控測量當(dāng)中的應(yīng)用也在逐漸增多，其應(yīng)用不僅提升了像控測量的工作效率，而且還有效減少了在測量上人力和物力的投入，測量人員在進(jìn)行測量過程中可以對像控點成果進(jìn)行實時觀察，從而能夠?qū)⒅癎PS靜態(tài)觀測當(dāng)中存在的不斷返工問題進(jìn)行解決。但這種方法在精度上來說并沒有GPS靜態(tài)測量技術(shù)高，數(shù)據(jù)測量的可靠性也不如靜態(tài)定位測量來得準(zhǔn)確，對于測量的環(huán)境要求較高，如果是在山區(qū)中進(jìn)行測量的話，那么就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)無法連接的情況，無法及時將改正數(shù)發(fā)給其他流動站，那么就會導(dǎo)致接收機(jī)的定位失敗，進(jìn)而影響整個測量的進(jìn)程和結(jié)果。

3 PPP技術(shù)在像控測量當(dāng)中的應(yīng)用

從上面的兩種測量技術(shù)的應(yīng)用來看，兩種技術(shù)都存在一定的缺陷和不足，為了在保證測量結(jié)果的可靠性和精度前提下提升測量的效率，縮短測量時間，可以應(yīng)用GPS非差相位精密定位方法來進(jìn)行測量作業(yè)，也就是PPP技術(shù)。這種技術(shù)是近年才出現(xiàn)的一種GPS定位技術(shù)，其測量也是建立在GPS定位系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，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，這樣測量的精度可以達(dá)到米級別甚至是厘米級別，能夠充分滿足像控測量的要求。而且這種測量技術(shù)主要是利用一臺接收機(jī)在全球范圍內(nèi)進(jìn)行測量作業(yè)，單靠一臺機(jī)器就可以獲得精度較高的框架坐標(biāo)，因而在當(dāng)前的測量領(lǐng)域當(dāng)中具有十分廣闊的前景，也是當(dāng)前GPS定位研究當(dāng)中的熱點話題。在進(jìn)行測量過程中，測量人員為了保證測量精度達(dá)到像控測量的需求，在測量過程中需要注意以下幾點：①在測量過程中需要對精確誤差改正模型進(jìn)行計算，確保精度能夠達(dá)到厘米級別；②將粗差準(zhǔn)確地剔除出來，對周跳進(jìn)行修復(fù)；③在測量過程中可以通過雙頻載波相位來處理偽距，提升測量精度，并且注意控制其質(zhì)量，以確保非差模糊度確定。GPS靜態(tài)測量通過組成雙差來消除大部分誤差，RTK通過接收基準(zhǔn)站的播發(fā)數(shù)據(jù)來改正誤差，而PPP技術(shù)則是通過非差模式來進(jìn)行誤差改正，也就是借助于誤差模型來改正誤差，其中電離層誤差主要是通過觀測lono-free組合進(jìn)行誤差改正，因而在進(jìn)行像控測量過程中也需要對雙頻關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，由此可見，應(yīng)用這種方法進(jìn)行測量的優(yōu)勢非常明顯，一方面是測量作業(yè)更加簡單，這種技術(shù)只需要一臺接收機(jī)就可以完成測量作業(yè)，而靜態(tài)測量和RTK測量都至少需要兩臺接收機(jī)；另一方面是測量的精度更加均勻穩(wěn)定，整體精度的連續(xù)性更強(qiáng)，在測量區(qū)域較大的情況下也能夠?qū)嵤└呔鹊臏y量作業(yè)，因而在未來這種測量技術(shù)在像控測量中將獲得更廣的應(yīng)用。

4 結(jié)語

將GPS技術(shù)應(yīng)用在像控測量當(dāng)中能夠有效提升像控測量質(zhì)量，對于比較封閉的地區(qū)，這種測量方法的優(yōu)點也是比較突出的，GPS技術(shù)的像控測量能夠獲得良好的測量精度，提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，而且還能夠減少自然因素和人為因素給像控點測量精度帶來的影響，在像控測量當(dāng)中的應(yīng)用也十分可靠和高效，因而相關(guān)的研究人員應(yīng)該加強(qiáng)對GPS技術(shù)在像控測量當(dāng)中的研究，不斷提升像控測量的準(zhǔn)確性和測量效果。

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