全站仪地形测量【GPS-RTK技术和全站仪在地形测量中的应用与研究】

　　摘要：随着实时动态测量（RTK）技术的不断发展，RTK在测量领域的应用越来越广泛，GPS-RTK具有全天候、无需通视、精度高、作业快、费用省、不需要大量人力物力、应用灵活等优点,在卫星质量较好区域进行地形测量，只需架设一次测站就可完成方圆几公里内的测量任务，可大大减少传统测量所需要的大量控制点数量和搬站的次数，一个人就可以完成区域内的测量工作。全站仪具有快速、高效、准确、轻便的特点。 在地形测量中，将RTK技术与全站仪相结合进行数据采集,集合两种测量方法的优点,可以进行任何复杂地形的测量，在测量过程中我们可以体会到GPS-RTK技术和全站仪联合测量的巨大优势，通过整个作业过程和作业成果我们能清楚发现，GPS-RTK技术和全站仪相结合进行地形测量可以广泛应用。
　　关键词：GPS-RTK技术、全站仪、测量
　　下面本文将以福州市晋安区新农村规划为例介绍GPS-RTK技术和全站仪相结合在地形测量中的应用。
　　1.测区概况：
　　晋安区位于福州市北部，部分区域为城区，部分为丘陵山区。本测区属丘陵山区地带，距福州市城区约30KM，因测区是著名的寿山石产地，私挖倒盗採现象较多，所以地形较破碎、乱掘地较多，山上植被以竹子为主，松、杉、柏等树种夹杂其中，靠近居民区附近大多为灌木等植物，因经济发展，原为耕地的土地现大多已成荒草地，部分村庄有少量水田、菜地及水塘。测区面积总计约8KM^2。
　　2.资料及仪器的准备
　　进入测区之前，对测区的有关资料进行了收集，包括:
　　a) 寿山乡、宦溪镇、日溪乡的各村庄行政界线结合图，测区内每个村庄各约３个GPS D级控制点的成果资料，该控制点为福州市勘测院2011年施测,保存完好,相互通视,精度满足要求。
　　b) 《福建省村庄规划编制1:1000地形图测量技术规定》 2011年8月；
　　c) FCB 001-2005《福建省1:500、1:1000、1:2000基本比例尺数字地形图测绘技术规定》；
　　d) 本项目技术设计书。
　　仪器包括：南方GPS S86-T双频（1主机3移动站） S82-T 双频（1主机3移动站）
　　中海达V8 GPS 双频（1主机3移动站）
　　全站仪：莱卡S30 1”一套 拓普康 5” 一套 中纬 6” 一套 索佳 2” 一套
　　3.外业测量
　　a).控制测量
　　以各村的D级控制点作为测区内各村庄的首级控制,在此基础上用GPS-RTK技术和全站仪布设图根控制网点，由于测区内各村庄的情况差别较大，因此采用了不同的控制方法，对面积较大村庄的图根控制网采用GPS-RTK测量加全站仪导线控制的办法布设,对村庄内小部分难以布点的区域采用全站仪极点辐射的方法进行加密控制；对面积较小、通视条件较好的村庄我们在首级控制的基础上直接进行辐射布点。在进行图根控制布点时，在条件需可的情况下尽量的加密控制点，以便于后面进行的数字化测图工作,提高测图精度及工作效率。
　　控制点的布设严格按照规范的要求，这对提高控制网的精度提供了保证,点位设置要便于观测，尽量不影响道路的通行，对一些需设基站要进行RTK测量的的控制点要考虑一些特殊的外界观测条件，基准站的设置应尽量避开高压线、高大建筑物、高密的树林、大面积水域、远离强电磁波发射源等。为了增大基准站无线电发射的距离,要尽可能把基准站放在地势较高、开阔的地方;对RTK所测图根点在全站仪使用时进行检查,以保证图根点的精度。
　　b).外业碎部测量
　　本测区内地物地貌较复杂，居民地有些村庄房屋较集中，但大部分房屋较分散，房屋以廊房居多，由于寿山村为较富裕村，所以房屋加盖情况较多。另外，电力、通讯、路灯线路混杂，很多线路共用，所以在图面上准确反映地物地貌牲性特别重要。针对以上实际情况，采取了全站仪和RTK在同一测量区域联合进行测量，取长补短，具体的方法是：用RTK在树木较少、卫星质量较好的空旷区域进行测量，如地形高程点的采集，河流、道路、陡坎、斜坡及独立地物等的测量；全站仪主要利用控制点对建筑物、电杆、道路以及RTK不能测量的碎部点进行测量。为了高质量、高效率的完成任务，在外业采集数据时，对施测的每一个点进行编码，同时根据需要绘制出相应草图，全站仪及RTK在测量完每一区域后，要对该区域进行检查，做到草图无画错、观测无漏测现象，为快速准确的完成内业打下基础。
　　4.内业成图及精度检核
　　每天完成外业后，将当天全站仪及RTK采集的原始数据转换成统一的*.dat数据文件然后汇总并放入同一文件夹内，以观测日期为文件夹名，通过CASS 8.0展野外测点点号，将所展测量点号统一为一个图层，将当天的观测日期作为图层名，并设定给适当的颜色以区分后面日期观测的数据，便于以后检查复核，最后根据外业绘制的草图和点号进行数字化成图，在成图过程中，根据设计要求，确定相应地物的图层名、颜色、线形等，对CASS 8.0中的常用命令要熟记，尽量用缩写的命令，以便提高工作效率。每天内业完成当天外业所有观测区域的成图，对无把握正确成图的区域部分作标记，对此区域第二天根据需要重新进行施测或查看。
　　5.测量精度的分析和提高
　　为了检验RTK的测量精度，我们对一些地物点通过与全站仪观测结果进行了对比，结果可以看出，图根点边长精度≤±1cm，平面位置精度≤±4cm，高程精度≤±7cm，根据《福建省村庄规划编制1:1000地形图测量技术规定》可以看出精度满足要求。
　　测量精度的提高：对于地形复杂区域，适当增加控制点的数量。要架全站仪的控制点，应至少保证2点以上通视，尽量少支站，点位应选择在较高的、易保存不易破坏的地方，同时尽量兼顾RTK测量时基准站对控制点布设的一些要求。
　　为减少仪器误差对测量结果的影响，测量时应选用高精度，性能稳定且受外界环境因素影响小的仪器。RTK测定的点必须是固定解状态下测定，测量尽量选择在早上或下午的时间进行观测。全站仪观测时应尽量避开温差变化较快时段，棱镜位置应正确反映地物的位置，全站仪免棱镜观测时，应注意遮挡物对观测的影响，清除目标方向内的遮挡物，提高观测精度。
　　6.总结
　　采用GPS-RTK实时动太测量和全站仪测量相结合进行的地形测量是对传统地形测量的突破，RTK和全站仪的联合数据采集，极大的提高了地形测量的作业效率，取长补短，优势互补，全站仪易受地形、植被等对通视的影响，RTK易受地物等外界因素的干扰，通过它们的结合有效克服了各自的缺点，发挥了各自的优点，它们的结合今后必将在实际的工程应用中发挥更大的作用。
　　参考文献：
　　GB/T 20257.1-2007《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》。
　　GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》。
　　CJJ/T 73-2010《卫星定位城市测量技术规范》。
　　CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》。
　　CJJ 8-99《城市测量规范》。
　　GB 12898-2009《国家三、四等水准测量规范》。