GPS辅助空中三角测量的可行性研究

摘要：GPS全球定位系统经过几十年的发展，其技术日臻完美，应用逐渐广泛，它不仅成为大地测量、工程测量不可缺少的重要手段，在航空摄影测量中也有着重要应用。本文从理论上阐述GPS辅助空中三角测量，获取内外方位元素的可行性，如果这一技术能充分应用到生产领域，那么，GPS辅助空中三角形测量将有着广阔的应用前景。

关键词：GPS；摄影测量；GPS辅助空中三角形测量；应用

引言

自从二十世纪50年代末人类成功地把第一颗人造地球卫星送入太空以来，空间科学与技术就以异常迅猛的飞速发展。GPS就是一种全新的空基无线电导航定位系统，它不仅能够实现全天候、全天时和全球性的连续三维空间定位，还能够对运动载体的速度、姿态进行实时测定以及准确授时，而且具有良好的抗干扰性和保密性。GPS经过20余年的发展，其对经典测量学的各个方面产生了极其深刻的影响，尤其在摄影测量中得到了广泛应用。

摄影测量与遥感的主要任务是用于测制各种比例尺的地形图、建立地形数据库。按技术手段分为：模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。

①模拟摄影测量：指的是用光学或机械方法模拟摄影过程，使两个投影器恢复摄影时的位置、姿态和相互关系，形成一个比实地缩小了的几何模型，即所谓摄影过程的几何反转，利用光学机械模拟摄影时光线，由“双像”上的“同名像点”进行空间前方交会，获得目标点的空间位置，建立立体模型进行测图。

②解析摄影测量：它是随着模数转换技术，电子计算机与自动控制技术的发展，用“数字投影代替物理投影。“数字投影”就是利用电子计算机实时地进行投影光线（共线方程）的解算，从而交会出被摄影物体的空间位置。

③数字摄影测量：数字摄影测量与解析测量的最大区别是：它处理的原始资料是数字影像或数字化影像，是以计算机视觉代替人的立体量测与识别，完成影像几何与物理信息的自动提取。

随着GPS技术的成熟，采用载波相位差分定位方法，可以精确地测定摄影中心的空间坐标，间接得到航摄仪中心的空间位置，直接求解内外方位元素具有重大的实践意义。

本文将从共线方程入手，探讨GPS辅助空中三角测量的可行性。

二、理论依据

1、影像的内方位元素

影像的内方位元素就是确定摄影机的镜头中心（严格地说，应该是镜头的像方节点）相对于影像位置关系的参数，称为影像的内方位元素。内方位元素包括以下3个参数：像主点（主光轴在影像面上的垂足）相对于影像中心位置X0，Y0，以及镜头中心到影像面的垂距f（也称主距）对于航空影像，X0，Y0，即像主点在框称坐标中的坐标，内方位元素一般由摄影机检校确定。

2、影像的外方位元素

3、共线方程

结束语

由于GPS定位技术的快速、高效及高精度，利用GPS动态定位方法精确测定机载航摄仪的空间位置，　GPS辅助空中三角测量，获取内外方位元素具有很大的可行性，它将大大节省甚至完全免去常规空中三角测量所需的地面控制点，简化摄影测量作业过程，极大地减轻外业工作量，提高生产效率，具有极大的经济效益和军事价值。GPS辅助空中三角测量有着广阔的应用前景。