软件开发论文发表GPS-RTK与全站仪的联合应用

　　摘要：GPS(全球定位系统)的建立以及RTK技术的发展，为测绘带来了崭新的技术革命。原来传统的测量设备已被先进的动态RTK、全站仪所替代。本文结合在涞水县新兴产业聚集区地形数字化测图中的实践，探讨应用GPS-RTK与全站仪联合作业的方法，分析两种仪器的应用优劣，并提出一些建议。

　　关键词：GPS-RTK技术,全站仪,数字化测图,联合作业

　　1、GPS-RTK测量与全站仪测量方法简介

　　1.1 GPS-RTK测量的技术方法

　　GPS-RTK实时动态测量系统(Real Time Kinematie-RTK)，是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统，是GPS测量技术发展的一个新的突破。RTK是根据GPS的相对移位概念。其基本思路是通过在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地计算并显示用户站的3维坐标及其精度。

　　1.2 GPS-RTK测量的技术特点

　　1.2.1可实时获得经可靠性检验的厘米级精度的测量成果。

　　1.2.2可全天候进行，可省去大量的控制测量时间，无需与测站通视，工作效率很高，定位精度均匀，作业自动化、集成化程度高，在地形简单，天空开阔的地区，其优势更加明显

　　1.2.3精度均匀，其测量各点间的精度基本上是独立的，减少了测量误差传播和积累，彻底摆脱了由于粗差造成的返工。

　　1.2.4操作简便，作业效率高，每个碎部点只需要停留1～2s。

　　1.2.5在建筑密集区或遇到高大障碍物时，就很难接收到卫星和无线电信号，即使能够得到数据，精度也受很大影响。

　　1.3 全站仪测量的原理

　　全站仪是把测距、测角和微处理机等部分结合起来形成一体，能够自动控制测距、测角，自动计算水平距离、高差、坐标增量等的测绘仪器，同时可自动显示、记录、存储和数据输出。利用全站仪进行数字测图时，主要是通过极坐标法获得碎部点的坐标，其测量原理为以测站为中心和依测站上的已知方向，测定已知方向与所求点方向间的角度和测量测站点到各碎部点的距离，以确定所求点在图上的位置。

　　1.4 全站仪测量的特点

　　1.4.1设站灵活，操作简单，自动记录，自动计算，直接获取地面点三维坐标;

　　1.4.2要求通视，对测量的视距长度有一定的限制，受地形和人为因素影响大;

　　1.4.3需建立足够的控制点，作业量大，外业时间较长;

　　1.4.4受天气影响，在雾雨天气时，地表蒸汽较大，直接影响测量的精度与进度;

　　1.4.5遇到视线遮挡.须采用支点等形式来传递点位，会带来一定的误差积累。

　　2 数字化测图简介

　　20世纪70年代起，随着科学技术的进步和计算机技术的迅猛发展及向各个领域的渗透，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，数字测图技术得到了突飞猛进的发展，在房产、土地管理、城市规划、环境保护及军事工程等部门已得到广泛应用。数字化测图的实质是一种全解析机助测图技术，它使得地形测量成果不再仅仅是绘制在纸上的地形图，而是以计算机存储介质为载体的，可供计算机传输、处理、多用户共享的数字地形信息，与模拟测图相比具有显著优势和发展前景，目前许多测绘部门已经形成了数字图的规模生产。

　　在实际工作中，大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图，也称野外数字化测图。

　　数字化测图较之传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法，具有显著的经济技术优势。可概括为：测图劳动强度低、效率高;成果能满足数字化、信息化时代的需求;点位精度高，精度与比例尺无关;成果便于保存与更新;数据利用率高。

　　3 GPS-RTK与全站仪联合作业在涞水县新兴产业聚集区数字化测图中的应用

　　3.1测区概述

　　测区位于涞水县城北部，沿保野公路至石亭镇两侧范围。地形以平原和丘陵为主，村庄密集。测区内有保野公路、涞涿公路、京赞公路、京昆高速公路(规划)、张涿高速公路(建)和南水北调中线工程穿过。测区总面积10平方公里。

　　坐标系统采用1980西安坐标系, 平面投影采用高斯正形3°带投影，投影至参考椭球面，中央子午线为115°40′;高程为1985国家高程基准。成图比例尺1:2000，基本等高距1米。

　　测区周围有国家二等点西留山、高碑店、高里，作为本次测绘起算点。

　　3.2测量依据：

　　3.2.1、《城市测量规范》(CJJ8-99)。

　　3.2.2、GB/T7929-1995《1:500 1:1000 1:2000地形图图式》。

　　3.2.3、GB/T18314-2001《全球定位系统(GPS)测量规范》。

　　3.2.4、CH/T2009-2010《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》。

　　3.3 仪器设备

　　徕卡Leica-1230动态GPS接收机一套四台(RTK参考站1台、3台流动站)，托普康GTS-332全站仪两台套。

　　3.4 作业过程

　　3.4. 1、图根控制测量

　　根据当地实际情况，将基准站架设在高程最高的四等点水北桥上。采用1基站+3流动站方式进行测量，天线固定在三脚架上，经过整平和严密对中;所有控制点测量均进行两次读数并存储于仪器。实地测量时卫星截止高度角设置为≥15°，最少卫星观测数为≥4, PDOP≤6, 数据采集间隔为1″，对中误差≤2mm。基线处理及网平差采用随机进口软件LGO3 3.3进行解算。在主要公路沿线以及村庄范围内共测设图根点155个。

　　3.4.2、地形图测绘

　　作业期间，我们用3台GPS—RTK接收机同时观测。在每天作业以前，均用流动站对两个以上控制点进行检核，准确无误后开始测量。在完成图根控制后，使用RTK测量模式对测区内上空较为开阔的田野、公路、河流、沟、丘陵等地区进行全数字野外数据采集;而建筑物密集的村庄及有无线电信号干扰的地区，使用全站仪进行全数字野外数据采集。在全站仪进行野外数据采集的同时，GPS—RTK又可以继续为全站仪布设图根点。

　　3.4.3、图形文件生成

　　图形文件在CASS7.0平台下生成，图形比例尺为1：1000。将处理过的碎部点数据以 .dat格式输入计算机，根据外业所绘草图，通过软件编辑，连线成图。为了避免接边误差，便于绘图，将整个测区的图形编辑在一起，最后再根据需要进行分幅。

　　3.4.4实地检查及精度分析

　　整个测区的地图编辑完成后，用HP design iet5000PS绘图仪出样图，到实地进行对比检查：

　　地形、地物巡查：对于漏测的地形、地物及时进行补测，将坐标数据存为一个新文件，绘制补测草图，内业处理时把补测的坐标数据展到原地形图上，进行地形图的修补。

　　点位精度检查：用GPS—RTK或全站仪测出待检查点的三维坐标，然后从笔记本电脑中读出待检查点坐标，进行对照，实查结果95%的点误差在5cm以下，最大的不超过10cm。按全部550个检查点的较差计算的中误差为±2.77cm，精度符合要求。根据《城市测量规范》要求，图根点对于最近控制点的平面位置中误差不得超过图上±0.1mm，换算成实地点位误差为10cm，本次图根点控制测量的最弱点点位中误差为：±3.34cm，满足精度要求。

　　4、结束语

　　实例表明在数字化测图过程中单独使用GPS RTK或全站仪都有一定的局限性，而两者的组合测量作业模式能进一步提高劳动生产效率和成果的可靠性，从而扩大了GPS定位技术的应用范围。不管是全站仪测量，还是GPS-RTK测量，都有它各自不同的特点和应用方向，有优点，也有劣势，只要二者结合使用，就能优势互补，可以极大地降低劳动作业强度，提高作业效率。其应用前景将十分广阔。

　　参考文献

　　1、 何诚，冯仲科 GPS RTK联合全站仪在唐山煤矿塌陷区测图中的应用与研究 2010.2

　　2、李玉宝，曹智翔 大比例尺数字化测图技术 西南交通大学出版社 2006.

　　3、宋伟东，王佩贤等.数字测图原理与应用 教育科学出版社 2000.

　　4、张书华，李小显.RTK协同全站仪联合采集数据有关问题分析 2007

　　5、任生保 GPS RTK技术在地籍和房地产测量中的应用 2009.3