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【摘 要】本文对全球定位系统（GPS）技术进行了简要介绍，通过GPS测量技术在像片联测中的应用，结合工程实例，以统计图表的方式对实施方案进行系统分析，选择最佳方案，从而确定GPS测量技术在像片联测中的发展方向。
【关键词】GPS测量技术；像片联测
引言：
随着测绘科学技术的发展，全球定位系统（GPS）广泛应用于测量领域，尤其在控制测量方面，GPS测量取代了传统的三角测量。在工程和城市控制测量范围内已形成完整的应用GPS测量技术的技术标准规范。在基础测绘（国家1：1万地形图测绘）的像片联测（像片控制测量）中，目前尚没有应用GPS测量技术标准规范。虽然从基础测绘更新测量开始，GPS测量技术就已开始应用测量领域，但是在应用过程中，根据不同条件方法各异，尚未充分发挥GPS测量技术的优势。
一、GPS测量技术
GPS是一种以卫星为基础的无线电导航定位系统，目前，GPS技术广泛应用在各个领域，对现代社会发展有十分突出贡献。近年来，随着科技的快速发展，GPS技术取得了飞速。
（一）GPS系统的组成
PS系统主要由空间星座、地面监控系统、用户设备系统等三部分组成，其中空间星座是由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成的，也就是21+3GPS星座，地面监控系统是由1个主控站、3个注入站、5个篮测站组成的；用户设备系统是由接收机硬件、机内软件、GPS数据包等组成。
（二）GPS的特点
GPS具有全天候、全球连续覆盖、定位精度高、静态定位观测高效、应用广泛等特点，GPS系统在运行过程中，不会受到时间、地点等的限制，能在任何时间段、任何地点进行运行，G PS系统有多个GPS卫星，这些卫星的空间分布和运行轨迹都是经过精心的设计，因此，G PS系统的覆盖面很广，通过G PS系统能及时的获得动态目标的坐标、时间、速度等各种信息，这些信息十分准确，由此可见GPS技术具有很高的定位精度，在进行观测时，可能对定位精度提出不同的要求，GPS技术能根据定位精度的要求，对观测目标进行数分钟到几天等不同时间的定位观测，同时自动收集、处理观测数据，和传统的观测技术相比，GPS技术的静态定位观测效率很高，目前，GPS技术已经广泛应用在农林、资源勘探、导航、测量等各个领域中，其应用范围十分广泛。
（三）GPS测量技术的优势
分析GPS测量技术的优势，如：第一，测绘效率高，能够在最短的时间内获取工程测绘的信息，效率远高于传统测绘，高效的测绘促使GPS测量技术应用在多个领域满足测绘需求；第二，定位准确通过静态定位的方法保障每个定位点的准确度，排除定位点的误差影响捉使GPS测量技术在不同的工程测绘中均可发挥定位准确的优势；第三，自动化能力高，GPS测量技术中基本不需要人为参与实现高水平的自动化为智能化发展提供基础条件。
二、基础测绘的像片联测
目前，在基础测绘的像片联测方面，国家没有统一的应用GPS测量技术标准规范，只有GB/T13977-92《1：5000、1：10000地形图航空摄影测量外业规范》（以下称《航外规范》）。《航外规范》中对像片控制测量的方法仍停留在传统的三角测量、导线测量及几何水准测量。但是《航外规范》对像片控制测量的精度有明确的指标，《航外规范》3.2.4条规定：像控点的平面位置中误差相对于最近高级控制点不得大于图上0.1mm；高程中误差相对于最近高级控制点不得大于1/10等高距，为应用GPS 测量技术奠定了应用方向。
（一）应用GPSRTK技术的像片联测
采用GPSRTK技术进行像片联测，是在测区中心设置一基准站，再由流动站完成像控点测量工作。其优点是H测量精度高（可达到厘米级）、作业速度快、一次就完成像控点的平面、高程测量。但是在进行作业前要解求坐标转换参数，即在测区施测D级GPS控制网，测量满足GPS高程拟合的等外水准点。在网络地区作业半径小（与像控点联测平均边长比较），从整个像片联测作业考虑此作业方案对测区进行了两次测量。
（二）应用GPS快速静态测量技术的像片联测
采用GPS快速静态测量技术进行像片联测，即在测区中心设置一个或两个基准站，再由流动站完成像控点测量工作。其优点是：测量精度高（可达到厘米级）、作业速度快，一次只能完成像控点的平面测量。不足之处是：在两台接收机工作时，基线不能构成闭合图形，缺少基线检核条件。三台接收机工作时，缺少坐标转换检核条件，所以该作业方法在作业前必须对国家三角点进行精度检核。另外，像控点的高程还要逐点施以水准测量，增加大量水准测量。
（三）应用GPS相对静态定位测量技术的像片联测
采用GPS相对静态定位测量技术进行像片联测，就是由像控点、国家三角点、等外水准点构成D级E级之间，主要从《全球定位系统（GPS）测量规范》（以下称《GPS规范》D、E级边长界定）的GPS控制网。在控制网中，国家三角点的数量要满足坐标转换的条件及兼容性。坐标转换的条件是每个控制网至少要联测三个国家三角点，又由于采用平面坐标转换，网配置约束平差，即在控制网周边及中间均匀联测国家三角点。国家三角点的兼容性是由于国家三角点施测年代较久，点位可能发生移动或损坏，采用约束平差基线改正值对其进行检核。等外水准点要满足 GPS高程拟合的内符合精度及外符合精度检查。GPS高程拟合在一般随机商用数据处理软件中均采用多项式曲面拟合，所以每个控制网要保证内符合精度至少要均匀分布个6高程点进行GPS高程拟合，在控制网面积较大时间隔10千米～15千米要联测一高程点。外符合精度检查点是在参与GPS高程拟合的高程点之间联测的高程点。采用GPS控制网进行像片联测，整网进行严密平差计算，像控点的平面、高程精度可靠。
三、像片联测实例分析 测区位于辽河中下游平原，1：1000地形图58幅，相对高差为20米，等高距为1米，航摄比例尺为1：25000，像片控制面积为1500平方千米，像控点采用高程全野外布点。GPS控制网由6个国家三角点及226个像控点组成，其中国家三角点和24个像控点均经等外水准联测（见图一）。GPS控制网平均边长5.2千米，平均重复设站数1.4。GPS控制网观测仪器采用中海达6000型接收机，时段长为40分钟。数据处理应用随机商用软件，约束平差由6个国家三角点进行，约束平差中采用“逐点探测法”剔除不兼容的国家三角点1个，最后采用5个国家三角点进行约束平差。GPS高程拟合由6个国家三角点及9个经等外水准联测的像控点进行GPS高程拟合。GPS控制网的精度，约束平差基线改正值最大为56毫米，最弱边相对中误差1/10万。GPS控制网的高程精度，内符合中误差为68毫米，外符合检查点15个，中误差为79毫米。
结束语
目前，虽然基础测绘的像片联测尚没有国家统一的应用GPS测量技术标准规范，但是依据《航外规范》对像片控制测量的精度指标，参考《GPS规范》对GPS测量的技术要求及精度指标，是能够选择最佳的像片联测应用GPS测量的技术的作业方法。本文介绍的两个像片联测实例完全达到《航外规范》对像片控制测量要求的精度指标，在应用GPS相对静态定位测量技术进行像片联测，可根据GPS控制网的平均边长确定其等级、观测时段长，观测重复基线，闭合环、无约束平差、约束平差的精度指标，按《GPS规范》中最低等级要求。
GPS高程拟合的技术要求，因其是在探讨研究的问题，不能具体确定。但是GPS高程拟合是可行的，只要内、外符合精度检查点的分布均匀，数量保证是能够满足像控点高程精度。应用GPS相对静态定位测量技术进行像片联测是像片联测的发展方向。
参考文献：
[1]徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民：《GPS测量原理及应用》[M]，武汉大学出版社
[2]孔祥元，郭际明，刘宗泉：《大地测量学基础》[M]，武汉大学出版社
[3]国家标准. GB/T 13977- 92《1：5000、1： 10000地形图航空摄影测量外业规范》[S]，国家技术监督局，1992.12.17
[4]成英燕等：《人尺度空域下1980西安坐标系与WGS84坐标系转换方法研究》[M]，《测绘通报》，2007.12
【关键词】GPS测量技术；像片联测
引言：
随着测绘科学技术的发展，全球定位系统（GPS）广泛应用于测量领域，尤其在控制测量方面，GPS测量取代了传统的三角测量。在工程和城市控制测量范围内已形成完整的应用GPS测量技术的技术标准规范。在基础测绘（国家1：1万地形图测绘）的像片联测（像片控制测量）中，目前尚没有应用GPS测量技术标准规范。虽然从基础测绘更新测量开始，GPS测量技术就已开始应用测量领域，但是在应用过程中，根据不同条件方法各异，尚未充分发挥GPS测量技术的优势。
一、GPS测量技术
GPS是一种以卫星为基础的无线电导航定位系统，目前，GPS技术广泛应用在各个领域，对现代社会发展有十分突出贡献。近年来，随着科技的快速发展，GPS技术取得了飞速。
（一）GPS系统的组成
PS系统主要由空间星座、地面监控系统、用户设备系统等三部分组成，其中空间星座是由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成的，也就是21+3GPS星座，地面监控系统是由1个主控站、3个注入站、5个篮测站组成的；用户设备系统是由接收机硬件、机内软件、GPS数据包等组成。
（二）GPS的特点
GPS具有全天候、全球连续覆盖、定位精度高、静态定位观测高效、应用广泛等特点，GPS系统在运行过程中，不会受到时间、地点等的限制，能在任何时间段、任何地点进行运行，G PS系统有多个GPS卫星，这些卫星的空间分布和运行轨迹都是经过精心的设计，因此，G PS系统的覆盖面很广，通过G PS系统能及时的获得动态目标的坐标、时间、速度等各种信息，这些信息十分准确，由此可见GPS技术具有很高的定位精度，在进行观测时，可能对定位精度提出不同的要求，GPS技术能根据定位精度的要求，对观测目标进行数分钟到几天等不同时间的定位观测，同时自动收集、处理观测数据，和传统的观测技术相比，GPS技术的静态定位观测效率很高，目前，GPS技术已经广泛应用在农林、资源勘探、导航、测量等各个领域中，其应用范围十分广泛。
（三）GPS测量技术的优势
分析GPS测量技术的优势，如：第一，测绘效率高，能够在最短的时间内获取工程测绘的信息，效率远高于传统测绘，高效的测绘促使GPS测量技术应用在多个领域满足测绘需求；第二，定位准确通过静态定位的方法保障每个定位点的准确度，排除定位点的误差影响捉使GPS测量技术在不同的工程测绘中均可发挥定位准确的优势；第三，自动化能力高，GPS测量技术中基本不需要人为参与实现高水平的自动化为智能化发展提供基础条件。
二、基础测绘的像片联测
目前，在基础测绘的像片联测方面，国家没有统一的应用GPS测量技术标准规范，只有GB/T13977-92《1：5000、1：10000地形图航空摄影测量外业规范》（以下称《航外规范》）。《航外规范》中对像片控制测量的方法仍停留在传统的三角测量、导线测量及几何水准测量。但是《航外规范》对像片控制测量的精度有明确的指标，《航外规范》3.2.4条规定：像控点的平面位置中误差相对于最近高级控制点不得大于图上0.1mm；高程中误差相对于最近高级控制点不得大于1/10等高距，为应用GPS 测量技术奠定了应用方向。
（一）应用GPSRTK技术的像片联测
采用GPSRTK技术进行像片联测，是在测区中心设置一基准站，再由流动站完成像控点测量工作。其优点是H测量精度高（可达到厘米级）、作业速度快、一次就完成像控点的平面、高程测量。但是在进行作业前要解求坐标转换参数，即在测区施测D级GPS控制网，测量满足GPS高程拟合的等外水准点。在网络地区作业半径小（与像控点联测平均边长比较），从整个像片联测作业考虑此作业方案对测区进行了两次测量。
（二）应用GPS快速静态测量技术的像片联测
采用GPS快速静态测量技术进行像片联测，即在测区中心设置一个或两个基准站，再由流动站完成像控点测量工作。其优点是：测量精度高（可达到厘米级）、作业速度快，一次只能完成像控点的平面测量。不足之处是：在两台接收机工作时，基线不能构成闭合图形，缺少基线检核条件。三台接收机工作时，缺少坐标转换检核条件，所以该作业方法在作业前必须对国家三角点进行精度检核。另外，像控点的高程还要逐点施以水准测量，增加大量水准测量。
（三）应用GPS相对静态定位测量技术的像片联测
采用GPS相对静态定位测量技术进行像片联测，就是由像控点、国家三角点、等外水准点构成D级E级之间，主要从《全球定位系统（GPS）测量规范》（以下称《GPS规范》D、E级边长界定）的GPS控制网。在控制网中，国家三角点的数量要满足坐标转换的条件及兼容性。坐标转换的条件是每个控制网至少要联测三个国家三角点，又由于采用平面坐标转换，网配置约束平差，即在控制网周边及中间均匀联测国家三角点。国家三角点的兼容性是由于国家三角点施测年代较久，点位可能发生移动或损坏，采用约束平差基线改正值对其进行检核。等外水准点要满足 GPS高程拟合的内符合精度及外符合精度检查。GPS高程拟合在一般随机商用数据处理软件中均采用多项式曲面拟合，所以每个控制网要保证内符合精度至少要均匀分布个6高程点进行GPS高程拟合，在控制网面积较大时间隔10千米～15千米要联测一高程点。外符合精度检查点是在参与GPS高程拟合的高程点之间联测的高程点。采用GPS控制网进行像片联测，整网进行严密平差计算，像控点的平面、高程精度可靠。
三、像片联测实例分析 测区位于辽河中下游平原，1：1000地形图58幅，相对高差为20米，等高距为1米，航摄比例尺为1：25000，像片控制面积为1500平方千米，像控点采用高程全野外布点。GPS控制网由6个国家三角点及226个像控点组成，其中国家三角点和24个像控点均经等外水准联测（见图一）。GPS控制网平均边长5.2千米，平均重复设站数1.4。GPS控制网观测仪器采用中海达6000型接收机，时段长为40分钟。数据处理应用随机商用软件，约束平差由6个国家三角点进行，约束平差中采用“逐点探测法”剔除不兼容的国家三角点1个，最后采用5个国家三角点进行约束平差。GPS高程拟合由6个国家三角点及9个经等外水准联测的像控点进行GPS高程拟合。GPS控制网的精度，约束平差基线改正值最大为56毫米，最弱边相对中误差1/10万。GPS控制网的高程精度，内符合中误差为68毫米，外符合检查点15个，中误差为79毫米。
结束语
目前，虽然基础测绘的像片联测尚没有国家统一的应用GPS测量技术标准规范，但是依据《航外规范》对像片控制测量的精度指标，参考《GPS规范》对GPS测量的技术要求及精度指标，是能够选择最佳的像片联测应用GPS测量的技术的作业方法。本文介绍的两个像片联测实例完全达到《航外规范》对像片控制测量要求的精度指标，在应用GPS相对静态定位测量技术进行像片联测，可根据GPS控制网的平均边长确定其等级、观测时段长，观测重复基线，闭合环、无约束平差、约束平差的精度指标，按《GPS规范》中最低等级要求。
GPS高程拟合的技术要求，因其是在探讨研究的问题，不能具体确定。但是GPS高程拟合是可行的，只要内、外符合精度检查点的分布均匀，数量保证是能够满足像控点高程精度。应用GPS相对静态定位测量技术进行像片联测是像片联测的发展方向。
参考文献：
[1]徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民：《GPS测量原理及应用》[M]，武汉大学出版社
[2]孔祥元，郭际明，刘宗泉：《大地测量学基础》[M]，武汉大学出版社
[3]国家标准. GB/T 13977- 92《1：5000、1： 10000地形图航空摄影测量外业规范》[S]，国家技术监督局，1992.12.17
[4]成英燕等：《人尺度空域下1980西安坐标系与WGS84坐标系转换方法研究》[M]，《测绘通报》，2007.12