GPS-RTK和全站儀聯合的應用研究TOC\o"1-2"\h\u23129摘要 124834引言 1254631.GPS_RTK工作原理和優缺點 393381.1GPS系統組成 395311.2GPS_RTK技術的優點 3165892.全站儀的工作原理和優缺點 464042.1全站儀的工作原理 4169692.2全站儀的優缺點 4227013.GPS_RTK和全站儀聯合的應用 4100053.1GPS和全站儀聯合使用的優點 4283084.GPS_RTK和全站儀配合使用注意事項 524685結論 61727參考文獻 7摘要隨著測繪技術的更新發展，各種新的測繪技術相繼出現，目前GPS_RTK測量技術以快捷、精準的特點被測量人員廣泛接受，但是在山區工程測量中經常會遇到地形復雜、磁場干擾信號、影響測量精度等問題。而全站儀精度高、應用廣，但是受到通視條件、測量距離等因素制約。本文分別論述了兩種測繪技術的原理和優缺點，并對兩種技術相結合在房山區十渡山區工程測量中應用進行了探討，結果證明在山區地形的測繪中，兩種技術結合使用優勢明顯，擁有精度高、周期短、成本低等優點，值得全面推廣使用。關鍵詞：GPS_RTK；全站儀；山區地形；測繪技術引言隨著社會經濟的不斷發展和科學技術的不斷進步，測繪行業也日新月異，傳統的測圖方法正逐步被不斷涌出的新儀器、新設備、新技術、新方法所取代。RTK（Real-timekinematic）實時動態差分法是一種比較新的常用的GPS測量方法。自全站儀問世并投入測繪項目后，迅速取代了傳統的平板儀、經緯儀，伴隨著各類測圖軟件的開發和投產使用，測圖模式也由傳統手工測圖模式轉化為數字測圖模式，RTK出現以后，RTK數字測圖又迅速變成了測繪工作者的首選，但是至今都沒有完全取代全站儀，這說明RTK也不是所向披靡、無所不能的，在一些地況地貌復雜、山高谷深、河流縱橫、溝壑縱橫、植被高而密集的地方，很多測區需要將全站儀和RTK兩種手段有效地結合在一起，合理組織，方能起到保質增效的效果。實踐證明該方法可行，達到快速、精準的要求。1.GPS_RTK工作原理和優缺點1.1GPS系統組成GPS系統包括三大部分：地面監控部分、空間衛星部分、用戶接收部分。各部分均有各自的功能和作用，同時又相互配合形成一個整體系統。首先建立GPS固定基準站，根據GPS固定基準站的觀測值，建立區域內GPS主要誤差模型。系統運行時形成“無誤差”的觀察值，然后通過數據鏈將其觀測值與測站坐標信息一起傳送給移動站。移動站接收基準站的數據，采集觀測數據，進行載波相位差分改正，實現實時網絡RTK。圖1-1GPS_RTK測量原理圖1.2GPS_RTK技術的優點RTK測圖有很多優點：（1）自動化程度高，操作簡單，只要能滿足RTK數據采集的基本工作條件，則不需要頻繁的搬站，不需要浪費太多的時間；（2）工作效率高，一般都采用一基多移（即一個基準站掛多個移動站）方式，移動站只需單人作業，無需耗費太多的人力成本；（3）無需做圖根控制，無需考慮控制點間通視，直接利用控制點進行糾正檢查后方可進行數據采集，所采集的碎部點無誤差累積，點位精度高，圖面精度均勻。但是，RTK測圖也不是無所不能的，有時候只能讓測繪工作人員束手無策，主要有以下一些缺點：（1）受電臺傳播距離影響較大，如果是用CORS，則必須有正常的連續運行參考站，且網絡正常；（2）受地形情況限制較明顯，在溝壑較深的測區，樹木高大密集區，竹林區，高密建筑區經常會出現無固定解甚至失鎖的情形，導致無法正常作業；（3）受天氣影響較顯著，在多云、風大、雷雨天氣，衛星信號強度受到影響，直接降低測量精度，甚至還很危險；（4）受大氣層、衛星分布等因素的干擾；（5）在困難測區，難以選擇合理的基準站位置。2.全站儀的工作原理和優缺點2.1全站儀的工作原理全站儀的測量原理具體實施步驟為：首先在圖根點上架設儀器，輸入各種固定參數，在測量模式建站，輸入測站點和后視點坐標；然后照準目標上的反射鏡，就可獲得目標的X、Y、Z坐標，并顯示在儀器的顯示屏上，記錄在隨機的存貯器當中。2.2全站儀的優缺點相對于GPS測量全站儀不受衛星信號的影響，只要能通視的地方就可以進行測量工作，減少坐標系轉換帶來的誤差和麻煩。全站儀的缺點是在通視不好的地區，需要進行大量的搬站工作，積累了誤差，降低了效益，不能全天候作業，自動化程度比較低。3.GPS_RTK和全站儀聯合的應用3.1GPS和全站儀聯合使用的優點為了滿足在山區地形測量的需求，以及在短時間內完成作業任務，將全站儀與RTK結合使用。如果用全站儀進行測圖，就必須建立控制網，主要采用解析法和極坐標法測圖，但由于其具有成圖周期長、精度低、勞動強度大等特點，必須投入大量的時間、人力、財力。如果用RTK單獨測圖，不要求兩點間滿足光學通視，只要求滿足“電磁波通視”和對天基本通視，可以省去大量時間、人力、財力，但是在地形條件復雜的情況下，RTK會受信號限制。若遇到信號差的地形環境就很難接受到衛星信號，有時甚至會因為干擾信號過強而導致無RTK解算，從而無法進行測量。如果將RTK和全站儀配合使用，上述的弊端就可以克服。在測區范圍內利用RTK布設控制點，在RTK不容易到達或者局限性較大的地方可在附近布設控制點，再利用全站儀進行測量，這樣可以快速完成各種測量任務，且精度也可以保證。3.2.1控制測量首先用GPS靜態模式完成了首級控制網（四等GPS控制網）的觀測，然后以《全球定位系統城市測量技術規程》為依據，在首級控制網下以二級GPS控制網進行加密控制，二級控制網平均邊長在800m左右，以快速靜態GPS模式完成了加密控制網的觀測。待控制網解算完成后，進入測圖階段，考慮到工作人員大多為才畢業的實習生，所以由一位測圖經驗豐富的工程師負責總指揮。使用GPS靜態定位技術，在采場、排土場及礦區周邊，均勻布設測量控制點，采用網連接方式進行聯測，連接成整個測區控制網。圖根控制點采用RTK技術，精度完全能滿足圖根控制點及一般工程控制測量要求。3.2.2露天礦采剝量驗收測量十渡露天礦月采剝總量約200萬t左右，為了及時監督電鏟作業情況及作業位置，掌握全礦及每個電鏟生產狀況。每月要對采場進行兩次驗收測量。由于露天礦屬于臺階式剝離，由于工作時間緊、作業平臺多、電鏟作業點多，一般情況下完全采用RTK作業進行碎部采集，效率高，精度高。每次驗收測量時，在測區旁圖根控制點處對點位坐標進行校準，利用RTK快速測量法在電鏟作業處進行點位坐標采集，每個點位采集只需2s，大大提高了測量速度。3.2.3礦區大型地形圖測繪為了滿足礦山建設與安全生產的需要，需要對礦區周邊地形地物進行測繪。在地形條件允許的地方，可采用RTK技術進行點位數據采集，但是在山區信號覆蓋區域、隧道、室內建設等區域，需要全站儀聯合測量來完成。例如在水壩建設初期，需提供1∶500的加密地形圖，由于山區地形復雜，GPS信號遮擋嚴重，只能在開闊區域先用RTK技術進行測區圖根控制布設，再利用全站儀測量來采集數據。4.GPS_RTK和全站儀配合使用注意事項（1）基準站盡可能架高，以提高數據鏈的傳輸速度和距離，應避開強磁場。（2）測量山區地形時，若遇到坎，難以行走不好測，可以把RTK舉高到坎邊，將天線高改為零，再次測量時一定要改回天線高。（3）在樹下用RTK時，通常會遇到非固定解，可以采取等待，或者對應數據鏈小于要求時采取浮點解，但是要記下點號作內業時記得處理。（4）全站儀整平對中，對中偏差不得超過1mm。（5）全站儀采用RTK采集的坐標點作為測站點時一定要對檢核點進行檢核，符合限差要求方可采用。（6）全站儀如有碰動需要重新對中整平。5結論數字測圖的模式和方法有很多種，如果能根據測區的實際情況、技術力量的情況、單位設備配備的情況靈活應用各種模式的組合，揚長避短，肯定能起到事半功倍的效果。在像房山區十渡這樣地況地貌復雜，山高谷深，溝壑縱橫的區域，靈活運用全站儀聯合GPS-RTK模式進行大比例尺數字地形圖測繪可以高效而可靠地完成任務，是非常值得推廣的，特別是一些小型測量項目，就更加適用了。GPS_RTK和全站儀配合使用進行測量的方法充分將兩者有機結合，充分發揮各自優點，大大加快工程進度，比傳統方法優越許多。如圖根點點位誤差不積累，減少了人為的干預，自動化程度較高等，很大程度上避免了人為誤差，而且保證了測量成果精準可靠。又結合了GPS與全站儀作業各自的靈活性，是一種取長補短的作業方法，進一步提高了作業效率，簡化了作業程序，使GPS和全站儀擴大了應用范圍，往一個全新的測量方向發展，必將在今后實際的工程應用中發揮更大的作用，有著廣闊的應用前景。參考文獻[1]程飛,張麗娜,張曉亮.全站儀和GPS一體化測量方法探討與精度分析[J].測繪工程,2014,23(04):69-71.[2]馮禮鵬,徐子軍,張倩,聶鈺珍,曾小晴,陳柏光.試析GPSRTK技術與全站儀在工程測繪中的應用[J].建材與裝飾,2019(31):234-235.[3]王天孝.試析GPS-RTK技術與全站儀在工程測繪中的應用[J].工程建設與設計,2020(04):271-272.[4]尤聿坤.GPS-RTK與全站儀聯合作業在數字測圖中的應用[