GPSRTK与全站仪在数字化测图中的应用论文Word下载.docx

1、针对这三个部分，由于数字化测图的硬件配置、作业方式、数据的输入方法及输出成图成果的不同，会产生多种数字化测图的系统。1.4 数字化测图的优点数字化测图与传统化测图相比较，具备了以下几个特点：（1）测图用自动化；（2）改进作业方式；（3）成果更新快速；（4）点位精度高； （5）能够以不同的形式输出成果；（6）可以作为GIS是信息来源。1.5 数字化测图的意义为了加强土地管理，维护土地的社会主义公有制，保护土地所有者和使用者的合法权益，全面、准确地掌握土地资源信息、建立和完善土地调查、统计制度和登记制度，并实现土地的信息化管理和建立国土电子政务 “窗口式”办公机制，充分利用国土资源与资产，促进经济

2、又好又快可持续发展，并满足第二次全国土地调查的要求和为建立 “数字国土”提供基础数据；根据福建省国土资源厅的要求，平潭国土资源局决定对其主城区实施1：500地形图测量及地籍图测绘编绘与数据建库工作。1.6 RTK技术概述 实时动态（RTK）测量系统，是全球定位系统（GPS）测量技术与数据传输技术的结合。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术。RTK将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐

3、标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况。实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。RTK测量技术除具有GPS测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。RTK测量系统的开发成功。为GPS测量工作的可靠性和高效率提供了保障，这对GPS测量技术的 发展 和普及，具有重要的现实意义。 RTK（Real Time Kinematics）是一种基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过无线电数据链将

4、其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅接收来自基准站的载波相位信息,还要接收来自于GPS卫星的载波相位信息,并组成相位差分观测值进行实时定位。载波相位差分GPS分为两类:一类是基准站将载波相位修正量发送给用户站,以改正其载波相位,然后求解坐标;另一类是将基准站采集的载波相位发送给用户进行求差,解算坐标。前者为准RTK技术,后者为真正的RTK技术。 为取得高精度的实时动态坐标,RTK仪器现在一般采用载波相位差分测量。进行载波相位差分测量的关键是要求取整周模糊度。第2章 RTK工作原理在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测的星历数据传送给流动站。流动站通过数据链接收来自基准站的数

5、据，同时采集GPS观测数据，并在系统内进行实时处理，给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。载知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持5颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。基准站上安置的接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备（也称数据链），实时地发送给用户观测站（流动站）；在用户观测站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算

6、并显示用户站的三维坐标及其精度，其定位精度可达1cm2cm。第3章 外业测量及注意事项3.1 测量方法3.1.1 RTK作业方法根据测量仪器公司提供的仪器操作说明，按连接好仪器，直至移动站有固定解后方可开始使用仪器；首先新建工程，用原有的高精度的控制点来引点（至少两个），作为本次测图的起算点。采用RTK时，仅需一人拿着仪器在要测的地貌碎部点呆上一二秒种，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，达到精度时，则可以开始测量。RTK数据采集的步骤：（1）手簿上打开工程之星，手簿上的状态为固定解的状态后，新建一个工程，按本次工程的要求依次选取以下工程信息：工程名称、椭球系名称、投影参数设置。

7、（2）开始校正作业。校正有两种方法，即基准站架已知点或未知点上，通常我们使用的都是架在未知点上。启动“校正向导”，按提示输入控制点坐标和移动站仪器高（此时移动站可安置在控制点上不动）点校正，即完成单点校正。要是距离比较远的必须采用两点或者两点以上的控制点来解参数，以保证精度。（3）校正作业完成后，则可以开始进行数据采集。3.1.2 全站仪作业方法全站仪的使用和维护可使仪器保持良好性能，防止和减少非正常磨损和突发性故障，使仪器发挥最大的效能，提高经济效益。外业测量中由于环境的影响可能对仪器造成损害，合理使用仪器应当做好以下工作：（1）合理配置仪器；（2）培养合格的仪器操作员；（3）采取必要的措施

8、。减轻恶劣的工作环境对仪器的损害；（4）加强对仪器的日常维护和定期维护。软件操作准备：设定工程名，确定准备作业的文件名及存贮空间；划定测区，确保屏幕显示与所测内容相适应；将控制点文件备份到当前工程名目录下。现代地面数字测图技术已日益成为直接获取大比例尺数字地图的主要手段，已广泛应用于测绘领域。数字测图可大大的减少测距、测角误差，避免控制点展会误差、碎布点的刺点误差与描图的误差等、提高地形图的精度。利用全站仪内存实现数字化测图的好处：数据的安全可靠性得到很大的提高，不管全站仪电池是否有电、是否断开内存里的数据都不会丢失；在减少人员和工序方面在提高工作效率方面有比较明显的优越性。在实际工作中常采用

9、全站仪作为外业数据采集的设备。全站仪是一种智能型测量仪器。采集数据时设站少,测得的数据精度高,能够自动记录或自动传输观测数据到电子手簿（或计算机） 。测图时在已知点上或已有编号的测点上均可设站。在仪器标称测距限度内和棱镜可视的范围，在一个测站可连续测量。采集数据的速度约是常规视距测量的2倍以上，生产效率高，是目前测绘单位应用最广泛的一种采集数据的方式。这种采集数据的方式基本避免了人为的观测误差。全站仪测记法：设站：对中整平，量仪器高；输入气温、气压、棱镜常数；建立（选择）文件名；输入测站坐标、高程及仪器高；输入后视点坐标（或方位角），瞄准后视目标后确定。检查：测量1个已知坐标的点的坐标并与已知

10、坐标对照（限差为图上0.1mm）；测量1个已知高程的点的高程并与已知高程比较（限差为1/10基本等高距）；如果前两项检查都在限差范围内，便可开始测量，否则检查原因重新设站。立镜：依比例尺地物轮廓线折点，半依比例尺或不依比例尺地物的中心位置和定位点。观测：在建筑物的外角点、地界点、地形点上竖棱镜，回报镜高；全站仪跟踪棱镜，输入点号和改变的棱镜高，在坐标测量状态下按测量键，显示测量数据后，输入测点类型代码后存储数据。继续下一个点的观测。皮尺量距：对于那些本站需要测量而仪器无法看见的点，可用皮尺量距来确定点位；半径大于0.5m的点状地物，如不能直接测定中心位置，应测量偏心距，并在草图上注明偏心方向；

11、丈量的距离应标注在草图上。绘草图：现场绘制地形草图，标上立镜点的点号和丈量的距离，房屋结构、层次，道路铺材，植被，地名，管线走向、类别等。草图是内业编绘工作的依据之一，应尽量详细。测量过程中每测量30点左右及收站前，应检查后视方向，也可以在其它控制点上进行方位角或坐标、高程检查。数据传输：连接全站仪与计算机之间的数据传输电缆；设置超级中端的通讯参数与全站仪的通讯参数一致；全站仪中选择要传输的文件和传输格式后按发送命令；计算机接收数据后以文本文件的形式存盘。数据转换：通过软件将测量数据转换为成图软件识别的格式。编绘：在专业软件平台下进行地形图编绘，具体操作依照软件使用说明进行。建立测区图库，图幅

12、接边，必要时输出成图。注意：每次外业观测的数据应当天输入计算机，以防数据丢失；外业绘制草图的人员与内业编绘人员最好是同一个人，且同一区域的外业和内业工作间隔时间不要太长。3.2 注意事项3.2.1 RTK参考站运行期间作业要求（1）当为了节省控制器电量或用于流动站时，参考站在工作期间可关闭手持控制器后去掉。（2）尽管各RTK设备在设计时考虑到防水、防晒等因素，但作业时应尽量避免烈日暴晒或雨水淋湿。（3）参考站工作期间，工作人员不能远离，要间隔一定时间检查设备工作状态，对不正常情况及时作出处理。（4）由于参考站除了GPS设备耗电外，还要为RTK电台供电，可采用双电源电池供电，或采用汽车电瓶供电。

13、条件许可时，可采用12V直流调变压器直接同市电网路连接供电。3.2.2 流动站的设置要求（1）在RTK作业前，应首先检查仪器内存或PC卡容量能否满足工作需要。（2）由于RTK作业耗电量大，工作前，应备足电源。（3）由于流动站一般采用缺省2m流动杆作业，当高度不同时，应修正此值。（4）在信号受影响的点位，为提高效率，可将仪器移到开阔处或升高天线，待数据链锁定后，再小心无倾斜地移回待定点或放低天线，一般可以初始化成功。（5）在穿越树林、灌木林时，应注意天线和电缆勿挂破、拉断，保证仪器安全。3.2.3 在计算转换参数时应注意的事项（1）已知点最好选在测区四周及中心，均匀分布，能有效的控制测区。尽量减

14、少转换参数误差对测量结果的影响。（2）为了提高精度，最好选两个或两个以上的点利用最小二乘法求解转换参数。3.2.4 人身安全 （1）在确保没有安全隐患的情况下工作（2）对于野外测绘，环境都十分的困难，时刻注意人身安全第4章 内业数据处理内业成图主要包过数据传输、数据处理、数据转换、数据计算、图形生成、图形编辑与整饰、图形信息的管理与应用等几个方面。（1）数据传输：在测绘软件里面选择相对应的仪器设备，导出当天作业的数据；（2）图形生成：根据当天测的碎部点进行绘图；（3）图形编辑与整饰：根据测图所在地的地形进行整饰，所绘制出来的图形要美观；（4）控制点成果的整理。RTK图根测量计算说明；控制点成果

15、表；参考点的转换残差及转换参数表；RTK检测坐标比较表；同一基准站二次观测点位平面坐标成果表；同一基准站二次观测高程成果表；第5章 实例应用平潭综合实验区位于福建省东部海域，北纬25152545，东经1193212010, 平潭地貌类型主要有丘陵、台地、海滨、平原、湖泊、滩涂和海岸。主岛海坛岛陆地地势南北高，中部低属南亚热带气候，夏季台风多,年平均气温19.6，年平均降雨量1180.2毫米。测图范围： 东经：1194200-1195200、北纬：253310- 253600。5.1测区完成主要工作量1 E级GPS点184个（其中已知点6个，复测点2个）；2 联测E级GPS 176点；3 施测1

16、：500全数字地形图面积41.9平方公里。5.2测区概况测区分为1号地块、6号地块及幸福洋地块，主要分布在白青乡、平原镇、流水镇及芦洋乡。1号地块位于平原镇及白青乡，包括招康村、东占村、剑湖村、上攀村、榕山村、山显美村、梧凤村、红卫村，面积约为7.3平方公里。6号地块位于流水镇，包括五埕村、流水村、新湖村、模境洲、大沃村、大埕村、裕藩村、西楼村、山边村、下厝场村、东美村，面积约为4.5平方公里。测区部分为山地、居民地，大部分为耕地，测区相对比高约为30m左右。县、乡、村级公路组成网状，交通比较方便。幸福洋地块主要位于芦洋乡，为幸福洋垦区国有养殖鱼塘，面积约为5.8平方公里。垦区生产道路贯穿其中

17、，交通比较方便。5.3 E级GPS控制测量为了确保测图控制网精度和密度，在测区布设E级点184个，成果属1980西安坐标系，中央子午线12000，3带高斯平面直角坐标。（1）控制网利用已知B级GPS点B02、B03、B04、B06、B07、和B08等6个作为平面起算数据，采用边、点连接作业模式布网。（2）所选定的E级GPS点视野开阔，视场高度角均小于15，远离障碍物和干扰物，点位利于保存，便于发展。并保证两点间互相通视。（3）E级GPS点位埋设，采用现场凿洞浇灌混凝土中心为不锈钢特制标志，其上刻有“GPS”字样，标石面制作为20cm20cm正方框，并标写点号和作业单位。（4）E级GPS编号冠带

18、英文字母“PE”后，以阿拉伯流水编号自PE050- PE225。（5）外业E级GPS数据采集，外业数据采集使用6台套中海达HD-8200X接收机进行观测，每个同步环观测的时间均大于45分钟。（6）基线预处理采用中海达公司的HDS2003软件进行，所有基线处理完毕，把可用基线输出成适用CosaGPS软件的数据格式，基线向量网平差采用武汉大学测绘与技术学院的CosaGPS软件进行平差。控制点成果如表5-1：表5-1控制点成果表5.4 地形图测绘在测绘区域内为了满足测图的需要，以D级GPS点和二级导线点为基础加密图根控制点，可采用RTK技术和导线测量两种方式进行布设，采用RTK技术布设图根点时，每个

19、基站间的缝接点，应进行检核观测，并且为保证地物点、界址点的精度要求，建城区部分不采用RTK方式进行图根控制测量；采用导线测量方式进行布设时，应布设为附合导线或导线网；对较小的封闭的单位小区可采用闭合导线或支导线进行布设。要求图根点最弱点位中误差不得大于0.05m（相对于起算点），高程中误差不得大于0.1m。（1）采用RTK方式施测时，应注意获取起算参数的准确性，基准站架设在高层建筑上，求取转换参数的已知点均匀分布在测区周围且不少于3个点。实地观测应使用三脚架模式，不得采用单杆模式。每点均应独立测量两次，每次不少于15个历元，两次测量的平面坐标之差不应大于2cm，高程之差不应大于3cm，取两次测

20、量的中数作为最后成果。RTK成果的可靠性还取决于数据链传输质量、流动站的观测环境等因素。要求RTK检测已知点时，平面位置差值应5，高程差值应5。下列三种情况均需进行已知点检测：开始RTK流动站作业之前；更换基准站时；更换转换参数时。（2）控制测量工作完成后，在测定的控制点基础上进行碎部点测量阶段。使用全站仪采集碎部点的点位信息一般过程为：在控制点或图根点等测站上架设仪器，经建站、检查后，观测碎部点上放置的棱镜，得到碎部点的点位坐标信息，编辑该点的属性信息后记录在全站仪中，同时在草图上记录该点的链接信息。本次作业使用的是徕卡TS-02全站仪，其坐标测量时，首先进行全站仪初始化设置，新建作业项目名

21、，然后建站完成后后视，接着进行碎部点的坐标测量。全站仪坐标数据采集步骤：置仪：在控制点上安置全站仪，检查中心连接螺旋是否旋紧，对中、整平、量取仪器高、开机。创建文件：在全站仪中创建一个文件JOB1，用来保存测量数据.输入测站点：输入一个当天日期文件名，按提示输入测站点点号及固定坐标、仪高，后视点点号及、坐标、镜高，仪器瞄准后视点，进行定向检测。测量碎部点坐标：仪器定向后，即可进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的反光镜，按“回车”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。再输入镜高，瞄准第2个碎部

22、点上的反光镜，按“回车”键，仪器又测量出第2个棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面的坐标文件中。按此方法，可以测量并保存其后所测碎部点的三维坐标。图5-1 村庄实测红线范围5.5 内业数据处理本测区采用1500标准分幅（50cm50cm）。图幅编号以图廓西南角X、Y坐标公里数从左到右、从上到下进行分幅，如：2785A、2785B、2785C、2785D。CAD文件命名采用分幅图号。5.6存在问题（1）全要素1：1000数字地形图；图面整饰个别街坊发现注记压盖地物现象。（2）个别房屋层次、性质错漏；个别地貌表示欠佳。（3）存在问题的整改：对以上发现存在的问题，已责令作业人员进行修改和补充，最后产

23、品经复查已修改到位，符合要求。（4）个别业主和单位对本次测绘工作存有抵触，不让进入测绘，协调无效后，在其位置上加注“拒测”。此外图中部分为军事用地，故只表示地物相关属性，在其位置上加注“军事管理区”。5.7结论该区各级控制测量布网方案合理，点位选择恰当，埋石正规，观测操作准确，平差计算方法和数据正确，精度良好。（2） 数字线划地形图各要素测绘表示齐全，符号运用正确，属性准确，综合取舍合理，图面清晰易读、测绘数学精度良好。（3） 测区测绘成果、成图经我公司最终检查后确认，可提供验收。第6 章 RTK与全站仪技术的优点与不足6.1优点（1）RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK可胜任

24、各种测绘外业。流动站配备高效手持操作手簿内置专业软件可自动实现多种测绘功能减少人为误差保证了作业精度。（2）降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视，因此，和传统测量技术相比，RTK技术不受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制比较小，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，只要满足RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。（3）定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。不同于全站仪等仪器，全站仪在多次搬站后，都存在误差累积的状况，搬的越多，积累就越大，而RTK则没有，只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和

25、高层精度都能达到厘米级。（4）作业效率高，在一般的地形地势下，大大减少了传统测量所需要的控制点数量和测量仪器摆站的次数，仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟既得一点坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了测量效率。（5）操作简单、数据处理能力强。（6）在图根测量中，定位精度高，数据自动化程度高。6.2 RTK 技术的不足及解决（1）受电离层影响白天中午受电离层干扰大共用卫星数少因而初始化时间长甚至不能初始化也就无法进行测量。根据我们的实际经验每天中午1213点RTK测量很难得到固定解。在外作业的是及时找出规律，才能在外业操作的时候可以保持良好的仪器正常工作，提高工作效率。（2）

26、受对空通视环境影响。在山区、城镇密楼区等地作业时GPS卫星信号被阻挡机会较多信号强度低卫星空间结构差容易造成失锁重新初始化困难甚至无法完成初始化影响正常作业。在这种情况下，可以在附近用RTK支一些站，用全站仪测量，实现TRK与全站仪组合操作，大大的提高了效率。（3）数据链传输受干扰和限制、作业半径距离小的问题。RTK数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响作业半径。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。解决问题的有效办法是把基础站布设在测区中央的最高点上。第7章 总结本文根据数字化测图的工作实施，结合实际主要从图根控

27、制网的设计布设、实测和利用全站仪对碎部点进行的采集方法与碎部数据的处理以及数字化成的过程三方面做了探讨;也非常详细的阐述了全站仪与RTK在数字化测图中运用，以及大比例尺测图的方案；最终采用编码法测出符合国土资源局要求的大比例尺数字地形图，之所以采用编码法野外作业，是因为编码法可以便捷的、快速的成图作业，减轻作业人员对地物地貌的识记，还方便了作业人员找出错误数据和修改。不像草图法那样麻烦与无效率。数字化测图以其成图精度高，成图周期短，即用即测，快速建立城市大比例尺基础地理信息数据库定特点，已被一些城市建设规划管理所青睐和引用。通过这次学习，使我对测量的基本知识实际应用中应该注意的事项：（1）别忘

28、了存盘。在操作的过程中要不断地进行存盘，以防止操作不慎导致丢失。（2）时刻关注命令提示。在执行各项命令时，每一步都要注意看下面命令区的提示。（3）灵活使用南方CASS的功能。在作图的过程中，要常常用到一些编辑功能，例如删除、移动、复制、回退等命令。（4）有些命令有多重执行途径，可根据自己的喜好灵活选用快捷工具按钮、屏幕菜单、顶部下拉菜单或在命令区直接输入命令。（5）在野外采用编码法采集碎步点时，图形编辑应遵循“边编辑边注记”的原则。对于大测区来说，野外采集的信息很多，为避免错误，每编辑完一个完整的地物，应及时加上必要的符号和文字注记。（6）使用全站仪进行碎部点采集时，应严格注意输入测站点与后视点。如果测站点与后视点错号，实践证明无法检测出来，造成内业处理的不便。（7）利用全站仪施测支导线，应防止支导线过长，防止测