近年来,摄影测量(liàng)发展迅速,摄影测量的外业工(gōng)作量随着技术的发展(zhǎn)已经大幅度减少,在无人机摄影测量应用中(zhōng)为了获(huò)取精确的影像外方(fāng)位元素,必要的野外像控点测量还是(shì)不(bú)能缺少的工(gōng)作。利用GPS定位技(jì)术我(wǒ)们能方便快捷,大范(fàn)围地采集像控(kòng)点的坐标(biāo)。
一、GPS定(dìng)位原理
GPS定位系统的工作原理(lǐ)是由(yóu)地面主控站(zhàn)收集各监测站的观测资料和气象(xiàng)信息(xī),计算各卫星的星历表及卫星钟改正(zhèng)数,按规定的格式(shì)编(biān)辑导航电文并(bìng)通过地面上(shàng)的(de)注入站向GPS卫星注入这些(xiē)信息(xī)。测(cè)量定位时,用(yòng)户可以利用接收机(jī)接收(shōu)卫星星(xīng)历(lì)得到各个(gè)卫星的(de)粗略位(wèi)置和卫星信号发射的时间。根据这(zhè)些(xiē)数据,我们可以求出观测瞬间卫星的空间(jiān)三(sān)维坐标和卫(wèi)星与接收(shōu)机之间的距离。利用距离交会,我们可以求出(chū)接收机的(de)空间三维(wéi)坐标,经(jīng)过一系列转换,将接收机的三(sān)维坐标换算至(zhì)我们需要(yào)的工(gōng)程坐标系。
二、GPS静态测量
GPS静态定(dìng)位指接收机在(zài)定位(wèi)过程中位置静止不动,静(jìng)态(tài)相对定(dìng)位,就(jiù)是(shì)将多台GPS接收(shōu)机安(ān)置(zhì)在不同的观测站上,保持(chí)各接收机固定(dìng)不动(dòng),同步观测相(xiàng)同的(de)GPS卫星,以确定(dìng)各观测站在WGS-84坐标系中的相对位置或基线向量的(de)方(fāng)法。在多个观(guān)测(cè)站同步观(guān)测(cè)相同卫星(xīng)的情(qíng)况(kuàng)下,卫星轨道(dào)误差、卫星钟(zhōng)差、接(jiē)收机(jī)钟(zhōng)差、电离折(shé)射误差和对流层折射误差等(děng),对观测(cè)量的影响具(jù)有一定(dìng)的(de)相关性。同一区域同步观测时(shí)可以认(rèn)为这些误差影响是一样的,对同(tóng)步观测的GPS接收机之间进行求差(chà),可以(yǐ)消除(chú)掉大部分误(wù)差,得到高精度(dù)的接收机之间基(jī)线长(zhǎng)度的观测(cè)值。如(rú)果(guǒ)基线一端的GPS接收机有已知的高精度绝对(duì)坐标,即(jí)可求得(dé)基(jī)线另一(yī)端的GPS接收机所处位置(zhì)的高精度绝对坐标(biāo)。
在(zài)测(cè)区较大,而且(qiě)缺少高等级的起算点的时候(hòu),像控点需采用此(cǐ)种(zhǒng)方法进行首(shǒu)级(jí)控制,然后采(cǎi)用其他的方式进行加密(mì)。此(cǐ)方法测量精度高能达到毫米级,缺点是(shì)测量周(zhōu)期长,数据解(jiě)算复杂。
三(sān)、GPS-RTK测量
RTK(Real Time Kinematic)实时动态测(cè)量技(jì)术,是以载(zǎi)波相位观测为根据的实(shí)时差分GPS技术,它是测量技(jì)术发展里程中的一个突破,它由基准(zhǔn)站(zhàn)接收(shōu)机、数据链、流动站接收机三部分组成。
在基(jī)准站上安置一(yī)台接收机(jī)对(duì)卫星进行连续观(guān)测(cè),并将其观测数据和测站信息通过无(wú)线电传(chuán)输设备,实时(shí)地发(fā)送给流(liú)动站。流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线接收(shōu)设备,接收基(jī)准站(zhàn)传输(shū)的(de)数据,然后根据相对定(dìng)位的原理,实(shí)时(shí)解算出流(liú)动站(zhàn)的三维坐标及其点位(wèi)精度(即基准站根据实时观测数(shù)据计算出(chū)每个(gè)观测(cè)历元的坐标(biāo)改正(zhèng)数,通过无线电实(shí)时传输给流动站,流动(dòng)站在接收到基准(zhǔn)站的改正信息后,对观测值进行坐标改正,得(dé)到流动站与基准站同坐(zuò)标系的平(píng)面坐标X、Y和海拔高H)。
此方(fāng)法测(cè)量速度快,能(néng)实时求解,能满足测图(tú)精(jīng)度;缺点(diǎn)是基准站(zhàn)与流动站之间距离不能太远,否则流(liú)动站收不到(dào)基(jī)准站的差分信号,定(dìng)位精度低。测区过大时还(hái)必须多次(cì)迁站。
四、PPK动(dòng)态后处理(lǐ)测量
PPK技术是最早(zǎo)的GPS动态差分技(jì)术(shù)方式,它与RTK技(jì)术的(de)主要区别(bié)在于:在(zài)基(jī)准站和流(liú)动站之间,不(bú)必像RTK那样建立(lì)实时数据传(chuán)输,而(ér)是在定位观测后(hòu),对两台GPS接(jiē)收机所采集的定位数据(jù)进行测后的联合处理,从而(ér)计算(suàn)出流动站(zhàn)在对(duì)应时间上的坐标位置(zhì),其基准站(zhàn)和流动站(zhàn)之间的距离没有严格的限制,可以(yǐ)达到300KM。PPK技术的工作原理是利(lì)用一台进行连续观测的基准站接(jiē)收机和(hé)至少一台流动站接收机,对(duì)GPS卫星进行同步观测。也(yě)就是(shì)基准(zhǔn)站保持连续(xù)观测,流(liú)动站在未知点上完成初始化后(hòu)和(hé)基(jī)准站保持同(tóng)步观测。基准(zhǔn)站和流动站同(tóng)步(bù)接收的数据在计(jì)算机中进行线性组合(hé),形成虚拟的载(zǎi)波相位观测量。确定接收(shōu)机之间的相对位置,最后引(yǐn)入基准(zhǔn)站(zhàn)的已知坐标,从而获(huò)得流动站的三维坐标。
为(wéi)了(le)保(bǎo)证测(cè)量精(jīng)度,建议(yì)流动站与基(jī)准站的距离不要大(dà)于50KM。此方法作业效率高、作业(yè)半径大;不(bú)足之(zhī)处是不能(néng)实时获得未知点的点位信息(xī)。
综上,在无(wú)人机技术与(yǔ)摄影测量技术快速发展的背景下,作业范围越来越大,地形复(fù)杂程(chéng)度越(yuè)来越高,在(zài)进行像控点测量(liàng)时我们需要根据(jù)实际情况合理选择GPS的测量方(fāng)式,以兼顾测量精度和作业效率。

咨询航拍服务可加昆明俊鹰无人机(jī)飞控(kòng)手老鹰的微信laoyingfly |