RTK/全站仪条件下的施工放线方法

杨志峰 夏鹏飞

【摘要】 全站仪集测角量边等功能于一体，在高大建筑物密集区，其灵活多样的导线也具有不可替代的优点。到底在施工放线中应采用什么仪器，如何使用才能更好得提高作业效率与作业精度，成为我们这一次需要讨论的重点。

【关键词】 分析对比 误差探讨 提高效率 组合使用

一、RTK测量技术的主要优点

RTK技术现在风靡一时，这与其在测量模式和测量速度、精度比以往的测量方式有很大的变革有很大的关系， RTK技术的主要优点有以下几个方面：

1、作业效率高。在一般的地形地势下，RTK设站一次即可测完4KM半径的测区，高质量的RTK设站甚至可覆盖半径5KM的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，仅需一个人操作既可完成，在一般的电磁波环境下仅需1～2秒就能测到一个点的坐标。若用其进行地形测量，每小组每天可以完成0.8～1.5 km2的地形图测绘，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。用RTK进行作业，速度快，劳动强度低，不但节省了外业的费用，而且大大提高了作业效率。

2、定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围內，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，再者在RTK测量中需要的是运动点与基准站之间的关系，所以所测的点与点之间没有误差积累，测量数据安全可靠。

3、作业条件要求低。RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要满足“电磁波通视和对空通视的要求”，比如观测站附近没有大功率的无线电发射台和高压输电线以及诸如大面积水域等能引起多路径效应的物体，没有大型建筑或者高大树木、山体。因此，和传统的测量方式相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制比较小，这样不但可以大大增加了作业时间，而且大大提高了工作的效率，降低了工作的难度，同时还可以减少不必要的数据误差，例如，在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，工作起来非常麻烦，并且一不小心数据就会出现错误，现在利用RTK技术就能轻松地进行快速的高精度定位作业。使测量工作变的更容易更轻松。

4、操作简单，容易使用。只要设站时对基准站和移动站进行简单的设置，就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样了。例如，比如我国自产的南方灵锐S82，设计一键操作，只需操作一个按键，控制按下和松开的时机，就可以实现开机、关机、切换测量模式、仪器初始化等各种操作，仪器的启动简单到只需开机即可，手簿与主机之间的蓝牙自动连接，非常的傻瓜化和人性化，放样也是只需调用已知数据按提示操作即可。

5、数据处理能力强。数据输入、存储、处理、转换和输出功能强。能方便快捷与计算机、其他测量仪器通讯。

6、RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。 RTK可以胜任各种测绘内、外业。流动站配备高效手持操作手簿，利用内装式软件控制系统，无须人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作极大减少，减小人为误差，保证了作业精度。

二、全站仪及其使用方法简介

全站仪的操作速度和精度，均较经典仪器有很大提高。更重要的是全站仪内部大量地使用了微电子技术，因此，可实现数据自动记录、传输、检查、计算处理。利用全站仪不仅可以得到原始的或改正后的观测数据，而且还可得到平差后的三维坐标。全站仪是数字化的测绘仪器，是实现测量自动化的一种重要仪器，通过它还可形成自动化数据流，从而实现自动化制图和建立地图管理数据库的目的。

全站仪中的软件是其发展的一个重要因素，能否在市场竞争的大潮中立于不败之地，丰富的内存软件是十分重要的。目前，应用于各类全站仪中软件已有二十多种，包括设定水平方向、放样点位、导线测量、对边测量、悬高测量、后方交会、偏心测量与面积测量等。

很多仪器还可由用户随时将外部程序库中的补充程序调入内存，或从内存中删除；为解决某些特定的测量任务，用户可自己定义数据的格式和显示方式，以及按仪器丰富的菜单功能由自己独立组配某些程序，再由微机送人全站仪内存，成为特有的用户程序，诸如此类的这种“可编程性”，预示着全站仪“智能化”发展的方向。

目前新推出的全站仪几乎都设置了PC卡接口，只要插入PC卡，全站仪测量的数据将按规定格式记录到PC卡上。取出PC卡后，可直接插入带有PC卡接口的计算机上，与之直接通信。当然也可通过传输电缆将全站仪中的PC卡数据直接传到计算机中（即不用取出PC卡）。便携机用于数据采集是通过传输电缆将全站仪与便携机联好，按照要求设置好实时传输参数，可在野外进行实时传输，并可借助系统成图软件进行现场成图，即达到即测即绘的效果。这就是所谓的电子平板测图系统。

综上所述，由于全站仪的这些特点，使之不仅是地面数字测图的主要仪器，而且使用范围正在扩大，从传统的测图、放样，扩展到目前的实时变形监测、工业测量、特殊工程测量等。全站仪作为测量的常规仪器之一将发挥越来越大的作用。

三、RTK/全站仪在实际工程放线上的对比

3.1作业条件的比较

全站仪测放中桩，是通过测取两点之间的平距及方位角，从而确定点位。因此，要求两点之间必须通视，并且视线良好。遇到视线遮挡时，如农作物、树枝杂草等则需人工手动清除障碍物，而如遮挡物为高楼，山体以及大型树木等时，则需采用支点等形式测放中桩。雾天，地表蒸汽较大时，直接影响测量的精度与进度，这就要求日出而作，日落而息，自然条件在很大程度上限制了作业的进度。RTK技术在测量时，由于是单点作业，因此受环境及人为因素影响较小，可以在雾天、雨天等恶劣天气下工作，而全站仪则不行。RTK在山林区或城区作业时，因树木密集茂盛、高楼林立从而对其接受卫星信号以及电磁波信号产生影响，使其作业精度低甚至无法作业，但全站仪则不受此影响，按照上面所说方法如采用支点形式，同样可以照常作业。

3.2作业速度及效率的比较

全站仪放样时，是由测站指挥前点到相应的桩号去，往往需要几次反复才能将点位定下来。测量过程中搬站、清除障碍物等工作会浪费很多时间。另外，测量时须大家配合作业，配合的熟练程度也会影响作业的速度。RTK作业对区域内的站点之间不要求通视，流动站与基准站之间的联系是建立在无线电波基础上的，对流动站来讲，仪器会引导你去相应桩号位置，如不合适，可自由调整桩号，无须交流，从而提高作业速度。因此，从某种意义上说，流动站越多，作业速度越快。

3.3作业精度的比较

全站仪测放中桩时，由于受干扰因素较多，因此常采取一些辅助方法，如利用支点放样，这样放出的点位精度会比正常放出的点位精度低。当遇到长直线时常需要搬站，而搬站的误差会累积到以后的点位中，从而影响整体测放精度。RTK测量时，其点位精度是实时显示的，且每一根中桩放样过程一致，所测放的点位精度大致相同，不存在累积误差，因此可以保证中桩点位精度的均匀性。

由于个人水平的限制，针对RTK与内置工程程序的全站仪在施工放线中的分析与对比，本文尚有许多需要补充的地方。RTK和全站仪的单独使用都有一定的限制性，如何将两者搭配使用，发挥各自的优点，从而提高作业效率，是一个需要我们认真思考的问题。

参 考 文 献

[1] 余小龙，胡学奎著. GPS RTK技术的优缺点及发展前景. 测绘通报，2007年第10期.

[2] 周朝义著. 有关GPS RTK差分数据传输技术探讨. 武汉大学出版社，2004.