軟件開發論文發表GPS-RTK與全站儀的聯合應用

　　摘要：GPS(全球定位系統)的建立以及RTK技術的發展，為測繪帶來了嶄新的技術革命。原來傳統的測量設備已被先進的動態RTK、全站儀所替代。本文結合在淶水縣新興產業聚集區地形數字化測圖中的實踐，探討應用GPS-RTK與全站儀聯合作業的方法，分析兩種儀器的應用優劣，并提出一些建議。

　　關鍵詞：GPS-RTK技術,全站儀,數字化測圖,聯合作業

　　1、GPS-RTK測量與全站儀測量方法簡介

　　1.1 GPS-RTK測量的技術方法

　　GPS-RTK實時動態測量系統(Real Time Kinematie-RTK)，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合而構成的組合系統，是GPS測量技術發展的一個新的突破。RTK是根據GPS的相對移位概念。其基本思路是通過在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據，通過無線電傳輸設備，實時發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛星的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，實時地計算并顯示用戶站的3維坐標及其精度。

　　1.2 GPS-RTK測量的技術特點

　　1.2.1可實時獲得經可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果。

　　1.2.2可全天候進行，可省去大量的控制測量時間，無需與測站通視，工作效率很高，定位精度均勻，作業自動化、集成化程度高，在地形簡單，天空開闊的地區，其優勢更加明顯

　　1.2.3精度均勻，其測量各點間的精度基本上是獨立的，減少了測量誤差傳播和積累，徹底擺脫了由于粗差造成的返工。

　　1.2.4操作簡便，作業效率高，每個碎部點只需要停留1～2s。

　　1.2.5在建筑密集區或遇到高大障礙物時，就很難接收到衛星和無線電信號，即使能夠得到數據，精度也受很大影響。

　　1.3 全站儀測量的原理

　　全站儀是把測距、測角和微處理機等部分結合起來形成一體，能夠自動控制測距、測角，自動計算水平距離、高差、坐標增量等的測繪儀器，同時可自動顯示、記錄、存儲和數據輸出。利用全站儀進行數字測圖時，主要是通過極坐標法獲得碎部點的坐標，其測量原理為以測站為中心和依測站上的已知方向，測定已知方向與所求點方向間的角度和測量測站點到各碎部點的距離，以確定所求點在圖上的位置。

　　1.4 全站儀測量的特點

　　1.4.1設站靈活，操作簡單，自動記錄，自動計算，直接獲取地面點三維坐標;

　　1.4.2要求通視，對測量的視距長度有一定的限制，受地形和人為因素影響大;

　　1.4.3需建立足夠的控制點，作業量大，外業時間較長;

　　1.4.4受天氣影響，在霧雨天氣時，地表蒸汽較大，直接影響測量的精度與進度;

　　1.4.5遇到視線遮擋.須采用支點等形式來傳遞點位，會帶來一定的誤差積累。

　　2 數字化測圖簡介

　　20世紀70年代起，隨著科學技術的進步和計算機技術的迅猛發展及向各個領域的滲透，以及電子全站儀和GPS—RTK等先進測量儀器和技術的廣泛使用，數字測圖技術得到了突飛猛進的發展，在房產、土地管理、城市規劃、環境保護及軍事工程等部門已得到廣泛應用。數字化測圖的實質是一種全解析機助測圖技術，它使得地形測量成果不再僅僅是繪制在紙上的地形圖，而是以計算機存儲介質為載體的，可供計算機傳輸、處理、多用戶共享的數字地形信息，與模擬測圖相比具有顯著優勢和發展前景，目前許多測繪部門已經形成了數字圖的規模生產。

　　在實際工作中，大比例尺數字化測圖主要指野外實地測量即地面數字測圖，也稱野外數字化測圖。

　　數字化測圖較之傳統的平板儀或經緯儀的白紙測圖方法，具有顯著的經濟技術優勢。可概括為：測圖勞動強度低、效率高;成果能滿足數字化、信息化時代的需求;點位精度高，精度與比例尺無關;成果便于保存與更新;數據利用率高。

　　3 GPS-RTK與全站儀聯合作業在淶水縣新興產業聚集區數字化測圖中的應用

　　3.1測區概述

　　測區位于淶水縣城北部，沿保野公路至石亭鎮兩側范圍。地形以平原和丘陵為主，村莊密集。測區內有保野公路、淶涿公路、京贊公路、京昆高速公路(規劃)、張涿高速公路(建)和南水北調中線工程穿過。測區總面積10平方公里。

　　坐標系統采用1980西安坐標系, 平面投影采用高斯正形3°帶投影，投影至參考橢球面，中央子午線為115°40′;高程為1985國家高程基準。成圖比例尺1:2000，基本等高距1米。

　　測區周圍有國家二等點西留山、高碑店、高里，作為本次測繪起算點。

　　3.2測量依據：

　　3.2.1、《城市測量規范》(CJJ8-99)。

　　3.2.2、GB/T7929-1995《1:500 1:1000 1:2000地形圖圖式》。

　　3.2.3、GB/T18314-2001《全球定位系統(GPS)測量規范》。

　　3.2.4、CH/T2009-2010《全球定位系統實時動態測量(RTK)技術規范》。

　　3.3 儀器設備

　　徠卡Leica-1230動態GPS接收機一套四臺(RTK參考站1臺、3臺流動站)，托普康GTS-332全站儀兩臺套。

　　3.4 作業過程

　　3.4. 1、圖根控制測量

　　根據當地實際情況，將基準站架設在高程最高的四等點水北橋上。采用1基站+3流動站方式進行測量，天線固定在三腳架上，經過整平和嚴密對中;所有控制點測量均進行兩次讀數并存儲于儀器。實地測量時衛星截止高度角設置為≥15°，最少衛星觀測數為≥4, PDOP≤6, 數據采集間隔為1″，對中誤差≤2mm。基線處理及網平差采用隨機進口軟件LGO3 3.3進行解算。在主要公路沿線以及村莊范圍內共測設圖根點155個。

　　3.4.2、地形圖測繪

　　作業期間，我們用3臺GPS—RTK接收機同時觀測。在每天作業以前，均用流動站對兩個以上控制點進行檢核，準確無誤后開始測量。在完成圖根控制后，使用RTK測量模式對測區內上空較為開闊的田野、公路、河流、溝、丘陵等地區進行全數字野外數據采集;而建筑物密集的村莊及有無線電信號干擾的地區，使用全站儀進行全數字野外數據采集。在全站儀進行野外數據采集的同時，GPS—RTK又可以繼續為全站儀布設圖根點。

　　3.4.3、圖形文件生成

　　圖形文件在CASS7.0平臺下生成，圖形比例尺為1：1000。將處理過的碎部點數據以 .dat格式輸入計算機，根據外業所繪草圖，通過軟件編輯，連線成圖。為了避免接邊誤差，便于繪圖，將整個測區的圖形編輯在一起，最后再根據需要進行分幅。

　　3.4.4實地檢查及精度分析

　　整個測區的地圖編輯完成后，用HP design iet5000PS繪圖儀出樣圖，到實地進行對比檢查：

　　地形、地物巡查：對于漏測的地形、地物及時進行補測，將坐標數據存為一個新文件，繪制補測草圖，內業處理時把補測的坐標數據展到原地形圖上，進行地形圖的修補。

　　點位精度檢查：用GPS—RTK或全站儀測出待檢查點的三維坐標，然后從筆記本電腦中讀出待檢查點坐標，進行對照，實查結果95%的點誤差在5cm以下，最大的不超過10cm。按全部550個檢查點的較差計算的中誤差為±2.77cm，精度符合要求。根據《城市測量規范》要求，圖根點對于最近控制點的平面位置中誤差不得超過圖上±0.1mm，換算成實地點位誤差為10cm，本次圖根點控制測量的最弱點點位中誤差為：±3.34cm，滿足精度要求。

　　4、結束語

　　實例表明在數字化測圖過程中單獨使用GPS RTK或全站儀都有一定的局限性，而兩者的組合測量作業模式能進一步提高勞動生產效率和成果的可靠性，從而擴大了GPS定位技術的應用范圍。不管是全站儀測量，還是GPS-RTK測量，都有它各自不同的特點和應用方向，有優點，也有劣勢，只要二者結合使用，就能優勢互補，可以極大地降低勞動作業強度，提高作業效率。其應用前景將十分廣闊。

　　參考文獻

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