GPS-RTK与全站仪在工程测绘领域中的运用

闫勇 付帅

摘要：GPS-RTK与全站仪应用于工程测绘领域，能够进一步提升工程测绘工作的效率以及精度，降低测量误差，同时其操作简便，受到高程、障碍物的影响比较小，因此，该技术在现代工程测绘中的应用越来越广泛。本文对GPS-RTK与全站仪在工程测绘领域中的运用展开了分析与探讨。

关键词：GPS-RTK;全站仪;工程测绘

在实际的工程测绘过程中，由于GPS技术能够布设网状结构，灵活性和精度都比较高，在工程测绘中已经得到广泛应用。实际测量的过程中，通过设置好精度范围，选择合理的控制点位置，根据实际的规程要求进行测量，能够获取到比较准确的测量结果。例如，利用GPS的RTK技术能够满足厘米级精度，在建筑物不太密集的地方可以完全使用该项技术。对于一些高大建筑物和地物点比较隐蔽的测量，可以选用PTK测量地物点，选用全站仪借用图根点进行数据测量，全站仪测量的优势是坐标的准确度和精准度较高，全站仪自身能够自动记录和存储信息。例如，使用的免棱镜全站仪，能够在外业测量中对地物点的平面坐标进行测量，将数据信息自动保存在全站仪中，降低了劳动强度。

1、GPS―RTK联合全站仪在工程测绘中的前期工作

1.1  流程

测绘工程是一个相对较为复杂的程序，因此在实施前一定要制定好完善的计划、实时流程，严格按照流程进行操作。

1.2  准备工作——测量地区概况的了解

在对测量区进行测量之前，工作小组一定要对测量地区的概况有一定的了解再开展工作。工作人员首先要调查被测地区的地理位置、地形地貌、经纬度、区域大小、所载行政区范围等等。在对被测地区基本情况有过一定的了解以后，测量人员不仅要对自然环境有所注意，更重要的是对人文地理的关注，尤其是测量区如若有房屋建筑、绿化、道路等较为复杂的区域，则需要调整测量方式，争取达到操作性高、成本低、效率高、实用等一体化的效果，为测量工作的开展提供充足的准备。

1.3  确定平面坐标系统

平面坐标系：采用54北京坐标系或者80西安坐标系统或者2000国家大地坐标系统，高斯- 克吕格投影，中央子午线确定，3°带投影平面的直角坐标系。高程基准：采用1985国家高程基准，基本等高距为1.0m。

1.4  布置控制网

在控制网的布设过程中应该注意以下几个原则：

（1）     充分利用原有的资料，将原有的GPS定点定在新设的坐标系统中，以便新的布置网测量后可以与原有的平面控制网完美重叠。

（2）     GPS在测量高程的过程中，应该利用三维坐标，而在高程测量过程中，一定要注意测量的高度为实际高度减去所在地海拔的高度。因此在测量数据后，一定要及时对数據进行处理。或者在数据测量前，模拟被测去的水平面，再与对应的数据相匹配，测量出实际的高度。

（3）     网形：测量后的各个定点组合成网络后，最后将其形成闭合图形，以便于各个程序地有效添加与应用。

（4）     网点：对于各个定点，要时刻进行逐一，以便未来操作的畅通性;注意提高GPS网的精度：①增加测量频率;②不断重复测量，确保数据准确性;③在布网过程中，确保点的密度，以便计算过程中数据准确性的提高。

2、GPS―RTK联合全站仪在工程测绘中的方案

2.1  利用RTK技术进行图根点与碎部点的数据采集

（1）     碎部点的采集与测量

碎部点，是指在描述地形、地貌时的一些特征点。在对被测区的地形、地貌进行测量的过程中，需要采集一些碎部点进行数据分析。主要是通过RTK技术架设基准站在空地中，之后启动流动站进行数据的采集。如若被测地区空地少，地形复杂的话，则表示地形对电磁波的感染可能会比较大，则需要利用全站仪技术进行碎部点的采集，主要需要一人操作全站仪、一人绘制草图、一人跑尺，相对难度较大。

（2）     测定图根控制点

图根点，又称“地形控制点”，是指用于测图的控制点，而图根点的测定所运用的是RTK技术。由于碎部点与测站点之间必须进行联结，因此也就需要在测量地区增加一些图根控制点。

2.2  导入数据

正如上文所言，所谓数据链，是对流动站接受到的数据传导到基准站，再将基准站的数据直接传入计算机平台中进行存储与处理的过程。而在数据输入计算机平台后，相应的还会有一定的数据处理软件对导入的数据进行管理，最终形成一个数据库，以便于日后的测绘与计算使用。

2.3  图形的剪切与合成

在图形的编辑过程中可以采用CASS地形成图软件进行操作。CASS地形成图软件能够对导入的数据进行处理，并定点到栅格网中，实现图形的剪切、合成、编辑、最终输出地形图的效果。

2.4  绘制平面图

在将数据导入CASS地形成图软件后，可以实现定位的坐标与原有地形图相叠合，并利用等高线将高程数据导入，实现由三维向二维的转变。

2.5  图形分幅与图形整饰

在这里，需要说明的是，由于在现实测量过程中存在环境因素——地形复杂、天气干扰和人为因素——误测、漏测、重复工作等多方面的影响，因此数据难免会存在误差。因此在将各小组地形图的拼合过程中可能会出现一些难以重叠的区域，也就需要工作者对图形进行一定的整饰和分幅。而图形的整饰与分幅可以借助CASS软件。将图片全部导入软件中，进行自动生成，但在生成过程中一定要有审核员进行审核，防止处理过程中出现失误。

2.6  导出图形

在各项数据、图形处理完毕后，工作人员对软件中形成的地形图加以界定、检测、确定界址、增加图形图表，等到一切完工后，再从软件中导出图形。最后将导出的资料汇总、编目、装订、存档，以便后续的使用与查找。

2.7  注意事项

在实验过程中，发现RTK技术联合全站仪的确能够保证工程测绘的效率与精度，大大降低人力成本。但此技术仰赖于操作人员的正确与熟练操作，如若不然，则还会出现以下几个问题：

（1）1在项目开展前，项目负责人应该对各小组进行分工，小组成员也应该再进行内部分工，避免重复工作或者遗漏工作。各小组也应该对每天的测量进度及时记录，最好能保证当天出图，避免数据丢失，如若有失误，也可保证第二天可以及时进行抢救。

（2）     在基准站设置位置的选择上，要考虑多方面因素，包括是否受电磁波干扰、信号收取是否有效、稳定等等。一般需要选择地形开阔、海拔较高的中央地区。

（3）     防止角度误差。在相邻点精度测量中防止因角度数据误差造成更大的误差。

结语

RTK与全站仪的结合实现了在定位系统中各种技术相融合、相借鉴、相统一的局面，是GPS定位技术的一大突破。RTK技术本身高效率、高质量、高精度的测量手段方便了测量数据的导入与处理，而全站仪对地面距离、高度、角度的全面精确测量又保证了GPS定点的精度，二者的结合全面更新了GPS技术，为后续定位系统的发展提供了技术保障，也为GPS的推广运用建立了坚实的后盾。

参考文献：

[1]   秦伟荣.GPS-RTK与全站仪在施工工程测量中的配合应用[J].工程质量，2019，037（008）：52-54.

[2]   王天孝.试析GPS-RTK技术与全站仪在工程测绘中的应用[J].工程建设与设计，2020.

[3]   孙婧.油田工程测量中GPS-RTK与全站仪的应用[J].科技创新导报，2018，000（008）：15-16.

闫勇 付帅

摘要：GPS-RTK与全站仪应用于工程测绘领域，能够进一步提升工程测绘工作的效率以及精度，降低测量误差，同时其操作简便，受到高程、障碍物的影响比较小，因此，该技术在现代工程测绘中的应用越来越广泛。本文对GPS-RTK与全站仪在工程测绘领域中的运用展开了分析与探讨。

关键词：GPS-RTK;全站仪;工程测绘

在实际的工程测绘过程中，由于GPS技术能够布设网状结构，灵活性和精度都比较高，在工程测绘中已经得到广泛应用。实际测量的过程中，通过设置好精度范围，选择合理的控制点位置，根据实际的规程要求进行测量，能够获取到比较准确的测量结果。例如，利用GPS的RTK技术能够满足厘米级精度，在建筑物不太密集的地方可以完全使用该项技术。对于一些高大建筑物和地物点比较隐蔽的测量，可以选用PTK测量地物点，选用全站仪借用图根点进行数据测量，全站仪测量的优势是坐标的准确度和精准度较高，全站仪自身能够自动记录和存储信息。例如，使用的免棱镜全站仪，能够在外业测量中对地物点的平面坐标进行测量，将数据信息自动保存在全站仪中，降低了劳动强度。

1、GPS―RTK联合全站仪在工程测绘中的前期工作

1.1  流程

测绘工程是一个相对较为复杂的程序，因此在实施前一定要制定好完善的计划、实时流程，严格按照流程进行操作。

1.2  准备工作——测量地区概况的了解

在对测量区进行测量之前，工作小组一定要对测量地区的概况有一定的了解再开展工作。工作人员首先要调查被测地区的地理位置、地形地貌、经纬度、区域大小、所载行政区范围等等。在对被测地区基本情况有过一定的了解以后，测量人员不仅要对自然环境有所注意，更重要的是对人文地理的关注，尤其是测量区如若有房屋建筑、绿化、道路等较为复杂的区域，则需要调整测量方式，争取达到操作性高、成本低、效率高、实用等一体化的效果，为测量工作的开展提供充足的准备。

1.3  确定平面坐标系统

平面坐标系：采用54北京坐标系或者80西安坐标系统或者2000国家大地坐标系统，高斯- 克吕格投影，中央子午线确定，3°带投影平面的直角坐标系。高程基准：采用1985国家高程基准，基本等高距为1.0m。

1.4  布置控制网

在控制网的布设过程中应该注意以下几个原则：

（1）     充分利用原有的资料，将原有的GPS定点定在新设的坐标系统中，以便新的布置网测量后可以与原有的平面控制网完美重叠。

（2）     GPS在测量高程的过程中，应该利用三维坐标，而在高程测量过程中，一定要注意测量的高度为实际高度减去所在地海拔的高度。因此在测量数据后，一定要及时对数據进行处理。或者在数据测量前，模拟被测去的水平面，再与对应的数据相匹配，测量出实际的高度。

（3）     网形：测量后的各个定点组合成网络后，最后将其形成闭合图形，以便于各个程序地有效添加与应用。

（4）     网点：对于各个定点，要时刻进行逐一，以便未来操作的畅通性;注意提高GPS网的精度：①增加测量频率;②不断重复测量，确保数据准确性;③在布网过程中，确保点的密度，以便计算过程中数据准确性的提高。

2、GPS―RTK联合全站仪在工程测绘中的方案

2.1  利用RTK技术进行图根点与碎部点的数据采集

（1）     碎部点的采集与测量

碎部点，是指在描述地形、地貌时的一些特征点。在对被测区的地形、地貌进行测量的过程中，需要采集一些碎部点进行数据分析。主要是通过RTK技术架设基准站在空地中，之后启动流动站进行数据的采集。如若被测地区空地少，地形复杂的话，则表示地形对电磁波的感染可能会比较大，则需要利用全站仪技术进行碎部点的采集，主要需要一人操作全站仪、一人绘制草图、一人跑尺，相对难度较大。

（2）     测定图根控制点

图根点，又称“地形控制点”，是指用于测图的控制点，而图根点的测定所运用的是RTK技术。由于碎部点与测站点之间必须进行联结，因此也就需要在测量地区增加一些图根控制点。

2.2  导入数据

正如上文所言，所谓数据链，是对流动站接受到的数据传导到基准站，再将基准站的数据直接传入计算机平台中进行存储与处理的过程。而在数据输入计算机平台后，相应的还会有一定的数据处理软件对导入的数据进行管理，最终形成一个数据库，以便于日后的测绘与计算使用。

2.3  图形的剪切与合成

在图形的编辑过程中可以采用CASS地形成图软件进行操作。CASS地形成图软件能够对导入的数据进行处理，并定点到栅格网中，实现图形的剪切、合成、编辑、最终输出地形图的效果。

2.4  绘制平面图

在将数据导入CASS地形成图软件后，可以实现定位的坐标与原有地形图相叠合，并利用等高线将高程数据导入，实现由三维向二维的转变。

2.5  图形分幅与图形整饰

在这里，需要说明的是，由于在现实测量过程中存在环境因素——地形复杂、天气干扰和人为因素——误测、漏测、重复工作等多方面的影响，因此数据难免会存在误差。因此在将各小组地形图的拼合过程中可能会出现一些难以重叠的区域，也就需要工作者对图形进行一定的整饰和分幅。而图形的整饰与分幅可以借助CASS软件。将图片全部导入软件中，进行自动生成，但在生成过程中一定要有审核员进行审核，防止处理过程中出现失误。

2.6  导出图形

在各项数据、图形处理完毕后，工作人员对软件中形成的地形图加以界定、检测、确定界址、增加图形图表，等到一切完工后，再从软件中导出图形。最后将导出的资料汇总、编目、装订、存档，以便后续的使用与查找。

2.7  注意事项

在实验过程中，发现RTK技术联合全站仪的确能够保证工程测绘的效率与精度，大大降低人力成本。但此技术仰赖于操作人员的正确与熟练操作，如若不然，则还会出现以下几个问题：

（1）1在项目开展前，项目负责人应该对各小组进行分工，小组成员也应该再进行内部分工，避免重复工作或者遗漏工作。各小组也应该对每天的测量进度及时记录，最好能保证当天出图，避免数据丢失，如若有失误，也可保证第二天可以及时进行抢救。

（2）     在基准站设置位置的选择上，要考虑多方面因素，包括是否受电磁波干扰、信号收取是否有效、稳定等等。一般需要选择地形开阔、海拔较高的中央地区。

（3）     防止角度误差。在相邻点精度测量中防止因角度数据误差造成更大的误差。

结语

RTK与全站仪的结合实现了在定位系统中各种技术相融合、相借鉴、相统一的局面，是GPS定位技术的一大突破。RTK技术本身高效率、高质量、高精度的测量手段方便了测量数据的导入与处理，而全站仪对地面距离、高度、角度的全面精确测量又保证了GPS定点的精度，二者的结合全面更新了GPS技术，为后续定位系统的发展提供了技术保障，也为GPS的推广运用建立了坚实的后盾。

参考文献：

[1]   秦伟荣.GPS-RTK与全站仪在施工工程测量中的配合应用[J].工程质量，2019，037（008）：52-54.

[2]   王天孝.试析GPS-RTK技术与全站仪在工程测绘中的应用[J].工程建设与设计，2020.

[3]   孙婧.油田工程测量中GPS-RTK与全站仪的应用[J].科技创新导报，2018，000（008）：15-16.