大比例尺地形图测绘中GPS—RTK联合全站仪的应用探讨

熊琳璞 吴曼云

[摘要]GPS-RTK与全站仪联合测图可实现优势互补，阐述利用RTK协同全站仪联合采集数据的野外作业方式进行并实际举例其在城市测量中的应用。

[关键词]RTK与全站仪联合作业 地形测量

[中图分类号] P27 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-204-1

GPS-RTK具有全天候、无需通视、定位精度高、测量时间短等优点，在舞钢公司高炉厂址地形图测绘中，应用全站仪结合RTK技术进行数字测绘实验，证实其精度能够满足大比例尺数字测图的要求。RTK与全站仪测图，各有其优势与不足，将两者有机结合，充分发挥各自优点，将大大提高工作效率，对实际工作具有较大意义。

RTK与全站仪联合测绘地形图，可以实现优势互补。如果仅用全站仪进行数字化测图，就必须建立图根控制网，这样须投人大量的时间、人力、财力；如果仅用RTK测图，虽然它可以省去建立图根控制这个中间环节，节省大量的时间、人力和财力，同时还可以全天候地观测，但由于卫星的截止高度角必须大于13°-15°，所以，它在遇到高大建筑物、或观测点处在树下时，就很难接收到卫星和无线电信号，无法进行正常测量。如果用RTK与全站仪联合测图，上述弊端就可以克服。即在进行地形测量时，空旷地区的地形、地物用RTK测之，村庄、城市内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标，然后用全站仪测之。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率。

常规测量工作遵循“从整体到局部，先控制后碎部，分级布网，逐级控制”原则。具体工序包括首级控制网、加密控制网、图根控制网、界址点、特征点数据采集和成图。从施工流程可以看出，完成一个测区的测量工作需要数次进出作业现场。在同一测站上多次设站，导致作业效率低下，数次设站也将造成不必要的精度流失（如对中误差和定向误差增加等）。

针对上述情况，利用RTK协同全站仪联合采集数据方式进行作业，用以克服作业过程中工序过多的弊端。简化原有的首级、加密、图根的选点、观测、计算过程，再据此进行界址、特征点数据采集的作业方式。从而达到提高作业效率，加快施工进度，减少对中误差和定向误差，保证成果质量，节省人力物力的目的。

舞钢公司高炉厂址柏庄村的大比例尺地形图测量项目，由技术改造部测量科承担，测区面积约2.5平方公里。测区位于中加公司西部，北临大山，西有采石坑，南有村庄河流等。测区内地势起伏变化较大，而居民住宅区房屋分布密集且复杂，通视困难。同时该工程时间紧，工作量大。单纯用常规全站仪测量方法来施测工作效率太低，因此在测量时，采用RTK与全站仪联合测量，以确保能高质量、高效率地按时完成该项目。本次测量中，采用拓普康GTS-601型全站仪1台（标称精度：±2cm+2×），2台/套莱卡530型GPS接收机（标称精度：平面±1cm+1×；高程±2cm+1×）。为方便测图及以后的工程应用，根据四个已知点在测区均匀布置E级GPS控制点48个，用四等水准进行了高程联测。首级GPS控制网严格按照全球定位系统测量规范要求进行布设和施测，并且尽量每个点位兼顾两个方向的通视，便于全站仪的测量。

在首级GPS控制网的基础上，利用RTK进行了图根点的测绘，并用全站仪进行了进行碎部点的数据采集。每天外业结束，将全站仪及RTK野外采集数据导出至电脑，统一转换成dat数据格式，在南方cass7.0中展点，根据野外绘制草图进行数字化成图，最后对地形图进行整饰和精度检查。

通过实践，RTK协同全站仪联合采集数据应用于生产具有以下优势。

（1）效率高，RTK和全站仪联合采集数据可将有关数据一次采集完成，避免了作业人员重复进入同一作业区域，减少了工作量，缩短了生产时间。一般地形条件下，一个工作日可以采集1000～1500个坐标数据。

（2）人员少，RTK基准站设置好后能自动运行，流动站只需一人操作，一人部分导线测量，以便进行检查和碎部点测量。在本次测量中，考虑到作业半径小于5km，RKT测量采用了2个点求四个参数进行坐标转换，再到3km外2个已知点上检核。每个图根控制点采用平滑采集5次固定解的坐标平均值作为最终结果，在RTK信号较差的地方进行了全站仪导线测量。点位设置除了顾及方便测图使用和便于RTK操作外，还需满足RTK测量对外界观测条件的特殊要求：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。

在测区内，房屋密集及地形复杂地带采用全站仪常规测量，耕地及平坦开阔部分采用RTK测图。在平原区采用RTK测量时，仅需用1人在地形地貌碎部点上观测3～10s，即可完成1个碎部点的采集，同时可掌握点位精度，每组一般1～2人，一天可采集1000个点位数据。在测量时，全站仪与RTK在同一区域联合测量，根据实地情况分工画草图。全站仪同样只需一人操作，一人立测杆兼画草图。

（3）精度好，该方法避免了重复设站，减少了测站对中误差和定向误差，在设备、环境、专业水平、测量方法等各主要因素得以保证时，精度可达cm级。

（4）精度均匀，RTK可快速测定图根点的三维坐标，对图根点随时进行检验，各点误差随机产生，没有误差积累，成果可靠。

（5）计算机整体成图，无须拼接，保证了成图的整体质量，为设计工作打下了坚实的基础，便于使用和管理。

（6）为今后野外数据采集方法的集成化提供了参考依据。

综上所述，RTK与全站仪联合测绘地形图，它们不仅可以优劣互补，减少作业人员和作业工序，而且可以提高采集数据的速度和质量，从而有效地提高了工作效率。因此，它是一种行之有效的测图方法。

参考文献

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[2]控制测量学；武汉大学出版社2006.

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