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摘要：本文基于无人机航拍摄影技术，对GPS辅助空中三角测量技术进行了详细地探讨，着重介绍了无人机航拍技术的特点、应用范围以及GPS辅助空中三角测量技术的工作原理、应用优势与其未来的发展，
关键词：GPS辅助空中三角测量；精度；低空航测；地形测图
一、无人机航拍的概述
随着我国经济建设的迅猛发展，各个地区自身的地貌均发生了相应的变化，传统航空遥感技术手段已经不能满足当前经济发展的需求，需要一种新型的遥感技术来为我国未来的文化事业与经济建设服务，其中无人驾驶飞机的发展正好为空中遥感技术的发展提供了一个平台，随之发展成为了无人机航拍，在一定程度上能够满足我国当前对航空遥感事业的需求，能够及时对一些陈旧的地理资料实施更新。
（一）无人机航拍的简介
随着我国信息化建设的快速发展，数字城市、数字环保、数字公安、数字国土、数字能源以及数字林业等一系列数字化的建设进程也逐渐加快，取得了一定的成绩。所谓无人机航空摄影就是利用无人驾驶飞机作为其空中平台，通过机载遥感设备来获取相关的信息，接着利用计算机来处理图像，且根据相应的精度要求来将其制作成图像。
（二）无人机航拍摄影的特点
无人机航拍摄影具有高清晰、高现势性、大比例尺和小面积等，尤其适合带状地区航拍影像的获取。同时无人驾驶飞机便于航拍的摄影，利于转场的遥感平台，在起飞或者降落的时候，受场地的影响和限制比较小，在公路、操作或者其他一些较为开阔的地方都可以起降，其安全性与稳定性较好，便于转场。
要想获取遥感信息，其中最重要的一个手段就是多功能和多用途的影像系统，遥感航拍所采用的摄像器材与摄影器材为经过改装后的照相机，能够拍摄黑白或或者彩色的负片以及反转片。此外，还可利用小型的摄像机或者视频无线传输的技术来实行彩色摄制。总而言之，无人机航最为突出的特点就是小型轻便、轻型化、低噪节能、小型化、高效机动、智能化、影像清晰等。
（三）无人机航拍的应用范围
无人机航拍应用范围，随着社会经济的快速发展，无人机航空拍摄技术已经被广泛地应用于土地利用调查、城市规划与市政管理、国家生态环境保护、农作物长势监测与估产、数字地球、农业作业、森林病虫害防护与监测、海洋环境监测、矿产资源勘探、自然灾害监测与评估、国防事业、公共安全、水资源开发、以及广告摄影等各个领域，其應用市场需求非常的光广阔。
目前我国的无人机航拍已经发展到了一个瓶颈的阶段，无人机航拍主要是由三个部分所组成的，即机体自身、相机和飞行控制系统。在未来航拍事业发展过程中，对其技术的创新，应该从以下几点出发：第一，机体的本身，需要一个更为合适且稳定的平台，这样拍出来的这些照片成片率才比较高；第二，必须要有一个合适的相机，只有相机的清晰度越高，所拍出来的照片影像清晰度也就越高；第三，需要一个更好的飞行控制系统，有了一个良好的飞行控制系统，才能更好规划期航线，满足不同区域的航拍需求。
二、GPS辅助空中三角测量法
随着社会经济的快速发展，城镇化脚步的加快，信息技术的进步，GPS辅助空中三角测量法在地形测图中应用也越来越广泛，尤其在航空摄影测量中，通过GPS辅助空中三角测量可以减少对地面控制点所采取的摄测加密法的利用，能够获得航测成图所需要的相关图根控制点。但是就目前我国实际情况来看，在处理低空摄影测量数据的时候，仍旧采用的是传统航空摄测加密法，这在一定程度上不能将数据准确且有效的反映出来，不便于大比例尺地形的测图。
（一）GPS辅助空中三角测量的简介
GPS辅助空中三角测量主要是指通过对装在飞机上GPS接收机与地面上一个或者多个基站上GPS接收机的利用，同步且连续地对GPS卫星信号进行观测，以此获取航空摄影中瞬间航摄仪的快门开启脉冲，通过GPS载波相位来测量差分定位技术离线数据，并对其进行相应的处理后获得航摄仪曝光时刻的摄站三维坐标，接着把其看作成为附加观测值引入到摄影测量区域网的平差中去，来代替地面控制，利用统一的数学模型以及其相关算法来整体明确目标的点位以及像片方位元素。
（二）航空摄测的流程
航空摄测是通过飞机对地面进行像片的拍摄，接着再利用摄影测量学中的相关原理以及一些立体测图仪，把像片组成为一个立体模型，从而测绘各种地图以及判读地物等，并从影像与其他相关传感系统中获得地形的相关信息，同时对其信息进行分析、记录和量测。摄测工作主要分为两大类：第一类是量测地物空间关系，比如距离、坐标和高程等，从而获得地形图、影像图、三维地面模型和平面图；第二类属于像片判读，分析和判断影像性质，比如作物种类或者土壤的分类等。航空摄测一般可以分为内业工作与外业工作两个部分，其中内业作业主要包括测图、空中三角测量和正射纠正等工作。
所谓空中三角测量就是就是指在立体摄测过程中，按照相关的野外实测地面控制点，在室内明确所有影像自身的外方位元素，通过加密后续测图等各项工作，测量所需的相关内业控制点，从而获得内业控制点的高程坐标以及平面坐标的一种测量方法。
（三）GPS辅助低空航摄测系统工作原理
在航摄飞行之前，把航摄设计的所有航线信息和每一张像片曝光点的位置均导入主控计算机中，在航空摄影的时候，姿态测量系统GPS接收机就会以2Hz频率对GPS天线进行实时的GPS定位，通过双频GPS天线的位置来计算飞机的偏航情况。而垂直陀螺则是以100Hz频率来进行飞机俯仰与侧滚的测定，通过所获得的关于飞机在空中的具体姿态，实时将相机置平并稳定其座架，尽量让航摄仪保持在一种水平的状态。机载GPS接收机则以1—2Hz数据更新频率来观测GPS星座。当测量到系统所测定的飞机位置已经达到设计曝光点的时候，航摄控制器就会发出相应的指令，即相机快门的开启指令，控制航摄仪的曝光，把相机曝光脉冲信号准确地写入到定位GPS接收机时标中去，从而准确的确定每一张像片的曝光GPS时刻。 （四）GPS辅助空中三角测量技术的应用优势
第一，相对于传统的摄测加密作业而言，GPS辅助空中三角测量技术的平面控制点在一定程度上能够减少近91.3%，同时其高程的控制点在一定程度上也会相应的减少，在一定程度上不仅降低了像片控制外业测量与内业像点坐标测量的工作劳动强度，同时有效得缩短了其工期。第二，利用GPS辅助空中三角测量技术能够有效减少其测绘的成本，提高测量的精度，减少作业的工序，大大提高了其工作效率，为我国实现数字摄影测量打下了基础。
（五）GPS辅助空中三角测量技术未来的发展
1.根据低空航摄影像旋的偏角大和重叠度不规则等特点，在未来航拍事业发展过程中，可利用SIFI特征来匹配和金字塔影像相一致，并结合将两者结合的一种转点策略，以此自动获取测图航线之间的相应影像连接点，并辅以POS技术来进行影像的匹配。其匹配过程应该要注意以下几点内容：第一，可利用单航线GPS辅助光束法在构架航线中区域网平差，以此获取每一张影像6个外方位元素；第二，还可利用POS来完成测图航线与构件航线之间的自动转点，从而提高量测的效率，增强其准确性以及可靠性。
2.根据低空航摄容易受气流影响以及其自身姿态变化大等特点，在GPS輔助空中三角测量技术未来的发展过程中，可考虑将机载定位的双频GPS接收天线安装在航摄仪正上方，通过对其简单UTM投影以后获得摄站平面的坐标，同时把这些所获取的GPS摄站三维坐标直接、像点坐标联合平差，以此降低定位GPS摄站技术的难度。
三、结束语
综上所述，本文通过对无人机航拍技术与GPS空中三角测量法的原理、方法的阐述，通过大量的实践证明，在未来航拍事业发展过程中，要想取得一个更好的航拍效果，就必须要加大对其的研究，加大对技术和机械设备的创新，从而提高其测图精度，有效减少其生产成本，缩短测图时间，推动我国城镇化进程的加快以及社会经济的快速发展，便于企业经济效益最大化的实现。
参考文献：
[1] 袁修孝，高宇，邹小容等.GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用[J].武汉大学学报：信息科学版，2012，37（11）：1289-1293.
[2] 邓权.GPS辅助空中三角测量在大比例尺地形图测图中的应用——以四川某测区1：500地形图测图为例[D].成都理工大学，2009.
[3] 包民先.GPS-RTK与全站仪联合作业在山谷型采石场矿区测图中的应用[J].能源技术与管理，2010，（2）：93-95.
[4] 陈宇彤，邓权，黄绍美等.GPS辅助空中三角测量在大比例尺地形图中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，33（3）：63-65.
[5] 朱怀汝，芦歌.GPS辅助航测技术在大比例尺航测成图中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，33（5）：72-74.
[6] 邬江平，石江南.GPS辅助数字航空影像在地形图测绘中的应用[J].四川测绘，2007，30（6）：268-273.
关键词：GPS辅助空中三角测量；精度；低空航测；地形测图
一、无人机航拍的概述
随着我国经济建设的迅猛发展，各个地区自身的地貌均发生了相应的变化，传统航空遥感技术手段已经不能满足当前经济发展的需求，需要一种新型的遥感技术来为我国未来的文化事业与经济建设服务，其中无人驾驶飞机的发展正好为空中遥感技术的发展提供了一个平台，随之发展成为了无人机航拍，在一定程度上能够满足我国当前对航空遥感事业的需求，能够及时对一些陈旧的地理资料实施更新。
（一）无人机航拍的简介
随着我国信息化建设的快速发展，数字城市、数字环保、数字公安、数字国土、数字能源以及数字林业等一系列数字化的建设进程也逐渐加快，取得了一定的成绩。所谓无人机航空摄影就是利用无人驾驶飞机作为其空中平台，通过机载遥感设备来获取相关的信息，接着利用计算机来处理图像，且根据相应的精度要求来将其制作成图像。
（二）无人机航拍摄影的特点
无人机航拍摄影具有高清晰、高现势性、大比例尺和小面积等，尤其适合带状地区航拍影像的获取。同时无人驾驶飞机便于航拍的摄影，利于转场的遥感平台，在起飞或者降落的时候，受场地的影响和限制比较小，在公路、操作或者其他一些较为开阔的地方都可以起降，其安全性与稳定性较好，便于转场。
要想获取遥感信息，其中最重要的一个手段就是多功能和多用途的影像系统，遥感航拍所采用的摄像器材与摄影器材为经过改装后的照相机，能够拍摄黑白或或者彩色的负片以及反转片。此外，还可利用小型的摄像机或者视频无线传输的技术来实行彩色摄制。总而言之，无人机航最为突出的特点就是小型轻便、轻型化、低噪节能、小型化、高效机动、智能化、影像清晰等。
（三）无人机航拍的应用范围
无人机航拍应用范围，随着社会经济的快速发展，无人机航空拍摄技术已经被广泛地应用于土地利用调查、城市规划与市政管理、国家生态环境保护、农作物长势监测与估产、数字地球、农业作业、森林病虫害防护与监测、海洋环境监测、矿产资源勘探、自然灾害监测与评估、国防事业、公共安全、水资源开发、以及广告摄影等各个领域，其應用市场需求非常的光广阔。
目前我国的无人机航拍已经发展到了一个瓶颈的阶段，无人机航拍主要是由三个部分所组成的，即机体自身、相机和飞行控制系统。在未来航拍事业发展过程中，对其技术的创新，应该从以下几点出发：第一，机体的本身，需要一个更为合适且稳定的平台，这样拍出来的这些照片成片率才比较高；第二，必须要有一个合适的相机，只有相机的清晰度越高，所拍出来的照片影像清晰度也就越高；第三，需要一个更好的飞行控制系统，有了一个良好的飞行控制系统，才能更好规划期航线，满足不同区域的航拍需求。
二、GPS辅助空中三角测量法
随着社会经济的快速发展，城镇化脚步的加快，信息技术的进步，GPS辅助空中三角测量法在地形测图中应用也越来越广泛，尤其在航空摄影测量中，通过GPS辅助空中三角测量可以减少对地面控制点所采取的摄测加密法的利用，能够获得航测成图所需要的相关图根控制点。但是就目前我国实际情况来看，在处理低空摄影测量数据的时候，仍旧采用的是传统航空摄测加密法，这在一定程度上不能将数据准确且有效的反映出来，不便于大比例尺地形的测图。
（一）GPS辅助空中三角测量的简介
GPS辅助空中三角测量主要是指通过对装在飞机上GPS接收机与地面上一个或者多个基站上GPS接收机的利用，同步且连续地对GPS卫星信号进行观测，以此获取航空摄影中瞬间航摄仪的快门开启脉冲，通过GPS载波相位来测量差分定位技术离线数据，并对其进行相应的处理后获得航摄仪曝光时刻的摄站三维坐标，接着把其看作成为附加观测值引入到摄影测量区域网的平差中去，来代替地面控制，利用统一的数学模型以及其相关算法来整体明确目标的点位以及像片方位元素。
（二）航空摄测的流程
航空摄测是通过飞机对地面进行像片的拍摄，接着再利用摄影测量学中的相关原理以及一些立体测图仪，把像片组成为一个立体模型，从而测绘各种地图以及判读地物等，并从影像与其他相关传感系统中获得地形的相关信息，同时对其信息进行分析、记录和量测。摄测工作主要分为两大类：第一类是量测地物空间关系，比如距离、坐标和高程等，从而获得地形图、影像图、三维地面模型和平面图；第二类属于像片判读，分析和判断影像性质，比如作物种类或者土壤的分类等。航空摄测一般可以分为内业工作与外业工作两个部分，其中内业作业主要包括测图、空中三角测量和正射纠正等工作。
所谓空中三角测量就是就是指在立体摄测过程中，按照相关的野外实测地面控制点，在室内明确所有影像自身的外方位元素，通过加密后续测图等各项工作，测量所需的相关内业控制点，从而获得内业控制点的高程坐标以及平面坐标的一种测量方法。
（三）GPS辅助低空航摄测系统工作原理
在航摄飞行之前，把航摄设计的所有航线信息和每一张像片曝光点的位置均导入主控计算机中，在航空摄影的时候，姿态测量系统GPS接收机就会以2Hz频率对GPS天线进行实时的GPS定位，通过双频GPS天线的位置来计算飞机的偏航情况。而垂直陀螺则是以100Hz频率来进行飞机俯仰与侧滚的测定，通过所获得的关于飞机在空中的具体姿态，实时将相机置平并稳定其座架，尽量让航摄仪保持在一种水平的状态。机载GPS接收机则以1—2Hz数据更新频率来观测GPS星座。当测量到系统所测定的飞机位置已经达到设计曝光点的时候，航摄控制器就会发出相应的指令，即相机快门的开启指令，控制航摄仪的曝光，把相机曝光脉冲信号准确地写入到定位GPS接收机时标中去，从而准确的确定每一张像片的曝光GPS时刻。 （四）GPS辅助空中三角测量技术的应用优势
第一，相对于传统的摄测加密作业而言，GPS辅助空中三角测量技术的平面控制点在一定程度上能够减少近91.3%，同时其高程的控制点在一定程度上也会相应的减少，在一定程度上不仅降低了像片控制外业测量与内业像点坐标测量的工作劳动强度，同时有效得缩短了其工期。第二，利用GPS辅助空中三角测量技术能够有效减少其测绘的成本，提高测量的精度，减少作业的工序，大大提高了其工作效率，为我国实现数字摄影测量打下了基础。
（五）GPS辅助空中三角测量技术未来的发展
1.根据低空航摄影像旋的偏角大和重叠度不规则等特点，在未来航拍事业发展过程中，可利用SIFI特征来匹配和金字塔影像相一致，并结合将两者结合的一种转点策略，以此自动获取测图航线之间的相应影像连接点，并辅以POS技术来进行影像的匹配。其匹配过程应该要注意以下几点内容：第一，可利用单航线GPS辅助光束法在构架航线中区域网平差，以此获取每一张影像6个外方位元素；第二，还可利用POS来完成测图航线与构件航线之间的自动转点，从而提高量测的效率，增强其准确性以及可靠性。
2.根据低空航摄容易受气流影响以及其自身姿态变化大等特点，在GPS輔助空中三角测量技术未来的发展过程中，可考虑将机载定位的双频GPS接收天线安装在航摄仪正上方，通过对其简单UTM投影以后获得摄站平面的坐标，同时把这些所获取的GPS摄站三维坐标直接、像点坐标联合平差，以此降低定位GPS摄站技术的难度。
三、结束语
综上所述，本文通过对无人机航拍技术与GPS空中三角测量法的原理、方法的阐述，通过大量的实践证明，在未来航拍事业发展过程中，要想取得一个更好的航拍效果，就必须要加大对其的研究，加大对技术和机械设备的创新，从而提高其测图精度，有效减少其生产成本，缩短测图时间，推动我国城镇化进程的加快以及社会经济的快速发展，便于企业经济效益最大化的实现。
参考文献：
[1] 袁修孝，高宇，邹小容等.GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用[J].武汉大学学报：信息科学版，2012，37（11）：1289-1293.
[2] 邓权.GPS辅助空中三角测量在大比例尺地形图测图中的应用——以四川某测区1：500地形图测图为例[D].成都理工大学，2009.
[3] 包民先.GPS-RTK与全站仪联合作业在山谷型采石场矿区测图中的应用[J].能源技术与管理，2010，（2）：93-95.
[4] 陈宇彤，邓权，黄绍美等.GPS辅助空中三角测量在大比例尺地形图中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，33（3）：63-65.
[5] 朱怀汝，芦歌.GPS辅助航测技术在大比例尺航测成图中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，33（5）：72-74.
[6] 邬江平，石江南.GPS辅助数字航空影像在地形图测绘中的应用[J].四川测绘，2007，30（6）：268-273.