浅谈GPS RTK与全站仪在地形测量中的使用

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【摘 要】根据测区的基本概况，介绍了gps rtk技术和全站仪在地形测量中的使用，结合GPS RTK与全站仪在地形测量的实际，充分发挥两者各自的特点，更好、更快、更加准确的完成地形测量的任务，取得良好的成果。

【关键词】GPS RTK技术；全站仪；地形测量

伴随着我国国民经济的告诉发展，测绘行业也发生了日新月异的变化，其中以地形测量表现最为突出。GPS RTK（Real - time kinematic）具有定位精度高、点位精度均匀、测量时间短、无需通视、控制面积大、全天候、无误差积累等优点，显现了比其他常规测量仪器更大的优势。特别是在地形较为复杂的区域，结合各种数据采集方法更表现出了不可替代的优越性。全站仪具有轻便、准确、高效率、快速度等特点，二者广泛应用于测量领域，具有很好的发展前景。

一、GPS RTK和全站仪联合采集数据简介

GPS RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统，其配置包括以下3部分：(1)基准站接收机；(2)移动站接收机；(3)数据链。测量数据链通讯是实时的动态测量保证，它的工作原理是把首级控制点来作基准点，然后安置一部GPS接收机器作为基准测站，启动机器后开始对卫星进行不断观测并采集数据，流动测站上的接收机于接收卫星信号同时，可以通过无线电传输设备再接收基准测站的实时观测数据，最后由随机配备的计算机按照相对定位的原理去实时解算并且显示出流动测站的三维坐标及测量精度等信息。这种操作方法简便，实时定位精度较高高，并能随时知道定位精度，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，软件系统方面也具有流动站三维坐标实时解算的功能。

可根据精度要求差异，在具体的外业测量中，适当选用定位模式。(1)快速静态测量：不同用户利用GPS接收机在每一站上静止观测，观测过程中，GPS接收到的基准站同步测量数据，实时解算各个整周未知数最终显示工作站的三维坐标数据。(2)动态测量：在动态的测量模式下，用户需静止地观测数分钟，一般从某一固定起始点上开始观测，以便机器进行初始化工作。随后运动的接收机就会按设定的时间间隔采样，并自动地进行观测。最后连同基准站所采集的观测数据，实时准确的显示测站点的空间位置。目前，其精准定位的精度最高可达Cm级。

全站仪又可称为“电子全站仪”，也是全站型电子速测仪的简称，它是一种兼有测角、自动测距、数据自动记录和计算及传输功能的数字化、自动化的测量仪器。由于全站仪测距的精度较高，在作业方式上也改变了传统测量的一些特点，因而在地形测量中得到广泛应用。用全站仪进行地形测量时，可以将碎部测量同图根控制测量同时进行，在实际生产过程中，常常采用支导线的方法来增加测站点。

RTK与全站仪可以在同一区域根据实地情况进行联合测量，数据一般采用分工进行碎部点采集。实际地形测量工作可以利用RTK的技术优势，进行各种高程点及地物等的测量，如道路、河流、独立的民房等地物。RTK信号也受周围环境的影响，其中影响RTK信号的主要有大量村边林以及村庄线，RTK信号盲区地物、地类界等。如果是接收卫星状况不良,则应该在盲点周围加测控制点,以便用全站仪引点补测。对于全站仪不便采集的数据, 可以用 GPS RTK 进行, 而对于GPS RTK不便采集的数据,可以用全站仪进行。用全站仪采集数据时,图根点数据和碎部点数据同时采集, 需要注意的是, 图根点应单独编号。GPS RTK与全站仪地形测量就是利用全站仪、GPS接收机、数字扫描仪、遥感仪器等测绘仪器和数字化仪器，配合计算机、PDA等数据处理终端设备，使用相关计算、成图软件进行野外自动测量、自动记录、自动解算处理、自动成图、绘图、储存、输出等地形测绘过程。见下表：

根据以上测量结果使用全站仪对八条边进行复核检测，其中边长的最大误差为+1.89厘米，高差的最大误差为-2.59厘米，均优于规范要求。

二、GPS RTK配合全站仪的施测过程介绍

在首级卫星导航系统（GPS）控制网的基础上，使用RTK测绘图根点数据，并用全站仪再次进行了其中部分导线测量，以便做后期检查和碎部点数据测量。该种测量方法注意事项主要有以下几点1、所设工作周围应该是视野比较开阔，被测点于所使用仪器之间无任何遮蔽物等干扰测量信号的物体；2、基准站架设位置应尽可能的不在高大建筑物、大面积水域、高压线、强电磁波发射源、高密的树林等附近；3、采用网络RTK时，还要考虑点位所在的区域应被中国移动网络信号有效覆盖，确保接收机能够通过GPRS或GSM方式稳定地连接网络；4、选定测站点之前要确定其周边环境，树叶、杂草等应尽量清除，避免测距信号因风吹草动所造成干扰，产生不良甚至错误的数据；5、遇到测陡坎下部时，如果坎的上面行走不便，这时把RTK放到坎边，并修改天线高为零再做采集数据，当然再测量坎下时天线高要重新改回即可；6、对于房屋的边角测量，把RTK天线适当增高，直到搞过任何遮挡物，这时信号往往都能达到固定解；7、实际工作中要把基准站设置在地势较高的空阔地带，以保证基准站发射无线电的距离有所增大；8、使用RTK测量的图根点必要时用全站仪进行复核检查，保证图根点精度。

三、综述

全球卫星定位系统（GPS）、实时动态差分测量技术（RTK）与电子全站仪三者结合进行数据采集作业，从某种程度上讲避免诸多单一测量方法的局限性，尤其是容易受周围地形植被生长状况等因素影响的全站仪测量模式，以及受卫星接收信号和外界干扰比较敏感的RTK测量方法等。三者在地形测量工作中相互补充，极大提高了野外作业效率。因此，如何将其有机结合起来，充分利用各自优点，对于提高作业效率，加快工程速度，确实具有很大的实际意义，相信随着测量技术和测量工具的不断发展，这种作业模式必将在以后的测绘生产中得到广泛的使用。

参考文献

[1]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005

[2]孔祥元,郭际明.控制测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2002

[3]张守信.GPS卫星测量定位理论与应用[M].长沙国防科技大学出版社,1996