全站仪数字测图步骤 GPS-RTK配合全站仪在数字测图应用中的分析与研究

　　摘 要：伴随着经济建设的不断发展,测绘作业单位对测图的要求也在不断提高,传统的平板测图已无法满足现代工程需要,目前工程中正逐步被数字化测图所代替。随着GPS-RTK和全站仪价格的不断下调,已成为当前进行数字测图的主要仪器。然而在数字化测图中,如果将GPS-RTK和全站仪联合作业,则可以大大提高数字化作业的效率和精度。本文就GPS-RTK和全站仪的应用原理来对GPS-RTK配合全站仪在数字测图应用中进行分析和研究。
　　关键词：GPS-RTK 全站仪 数字测图 研究
　　中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0028-01
　　自20世纪70年代来,随着科技不断进步和计算机技术的迅猛发展,以及电子全站仪和GPS-RTK等先进测量仪器和技术的广泛使用,数字化测图技术得到了迅猛的发展,并在工程测绘、房产测绘、城市规划上以及土地管理和环境保护等部门都已得到广泛的应用。
　　1 GPS-RTK与全站仪的基本原理及其应用
　　GPS-RTK就是载波相位差分技术,是建立在两个测量站的载波相位的基础之上的。RTK技术是GPS测量技术中一个新突破,在工程测量和数字化测图中得到了广泛的应用。全站仪就是:全站型电子速测仪(电子速测仪、电子全站仪)。是把测角、测距和微处理机等不分结合起来形成了能够自动控制测角、测距和自动计算水平距离、坐标增量等的测绘仪器,同时还可以自动记录、显示和数据输出。全站仪在望远镜、发射轴和接收轴上实现了三轴共轴的结构,所以适合于间点和移动目标的测量。在全站仪与计算机、绘图仪和传输接口相连时再配以绘图软件和数据处理软件就可以实现对测图的自动化。全站仪在数字测图时,主要是通过极坐标法来得到碎部点的坐标。这种方法的测量原理是以测站为中心和按测站上已确切的方向,来测定已知方向与所求点的方向间的角度,测量各碎部点和量测站点的距离,以完成在图上所需要的位置。
　　2 GPS-RTK数字测图与全站仪的比较分析
　　GPS-RTK测量是全天都可进行的,不需要与测站通视,这就节省了大量的控制测量的时间。GPS-RTK技术同时还具有定位精度均匀、工作效率高、自动化、误差不积累、节省人力,在地形简单和开阔地区,其优势就更加明显,但遇到庞大的障碍物或者是在单基站模式下受到作业半径的限制时,GPS-RTK就很难接受到卫星和无线电信号,即使能测到数据,但其精度也会偏差很大。全站仪在进行数字测图时,因操作简单、能够直接从地面得到三维坐标、自动记录和计算和建立站点比较灵活等特点在设计、勘测和施工管理中成为不可或缺的测量仪器。但是全站仪也是受地形的影响比较大,还需要足够的控制点,投入和作业量大、外出作业时间也比较长。
　　3 GPS-RTK配合全站仪联合作业在数字测图中的应用
　　常规的测量方法是由从整体到局部,先控制后碎部然后再分级布网,逐级控制。从施工流程上看,工序包括首级控制网、加密和图根控制网、数据采集和成图,完成一个测量区的工作需要几次进出作业现场。这样就会导致工作效率低,而且数次测量也会导致数据精度偏差大。针对这样的情况我们可利用GPS-RTK和全站仪联合采集数据的方式来进行作业。这就在首级、加密和图根选点、观测计算的过程中减少工序过多造成的弊端。实现作业效率提升,施工进度加快,减少不必要的误差和节约人力物力的目的。GPS-RTK和全站仪联合测量作业模式分为两个步骤。
　　3.1 布设控制点
　　GPS-RTK有效作业半径的三分之二以内进行制高点基准站的设置,在控制点设置时要避开无线电的干扰路径,基准点设置完成后,再观测坐标点,如果还没有找到已知的坐标点可以在基准站的附近测量出固定解,然后利用全站仪反复几次验证结果的可靠性和准确值。另需注意的是在布置控制点的位置时一般边长采用一千米左右,这样有利于基准点和数据的重置。利用RTK测量图根控制点可满足图根控制的要求,既能实时知道定位结果又能知道定位精度,可以有效提高作业的效率。
　　3.2 用全站仪和GPS-RTK联合测量碎部点
　　在第一部完成后,就可以将GPS-RTK和全站仪联合进行地形地物的数据采集了。注意的是每次作业时要先设置RTK的基准点,然后再测试出三个控制点的坐标(坐标是三维的)。利用全站仪和GPS-RTK联合测量碎部点,不仅能解决水平方向的遮挡问题而且也可以解决上方遮挡问题,免了在单独使用RTK或者全站仪作业时的局限性。对于全站仪测不到的数据时可以用GPS-RTK来进行测量,而当GPS-RTK测不出的数据时,可以用全站仪来测量。数据采集完成后用计算机进行分离,对于图根点的有关数据要单独提炼出来。用传统的测量数据形式进行平差,计算出图根点坐标后再对碎部点进行处理。当然根据不同的地形,不同作业,要选择不同的方案。
　　另外要特别注意在全站仪利用GPS-RTK所测的图根点进行设站时,要仔细检核,这样才能避免GPS-RTK信号遮挡等原因造成的偏差,来保证测图的准确和精度。RTK与全站仪联合作业时流程及数据流程如图1。
　　全站仪和GPS-RTK联合作业时,达到了程序简化、误差减少、优势的互补,此外还提高了效率、节省人力物力和质量上得到保障的目的,在目前数字测图应用中是一种行之有效的作业模式。
　　4 结语
　　本文在RTK和全站仪已有的研究资料和应用成果中,进一步对全站仪和GPS-RTK在数字测图中的应用,提出了在数字测图的数据采集过程中联合使用全站仪和GPS-RTK,探讨了GPS-RTK和全站仪在联合作业时是优点和不足,研究了RTK配合全站仪在数字测图应用中的作业流程。
　　参考文献
　　[1] 王平.虚拟参考站-GPS网络RTK技术[J].测绘通报,2001.
　　[2] 李清华,姜赘.GPS—RTK与全站仪联合作业在数字测图中的应用[J].测绘与空间地理信息2010,33(6).