RTK與全站儀聯合作業實現任樓礦區數字化測圖

　　皖北煤電集團有限責任公司任樓煤礦因為煤田開發、礦山生產和建設規劃的需要，決定在任樓礦西北部地區建立D級GPS控制網和四等水準高程網并施測20平方公里1：2000數字地形圖，徐州師范大學08科測班利用數字測圖實習時間承擔了該項任務。并在20天的時間內完成了基本控制測量(D級GPS控制點34個，四等水準路線長50公里)和20平方公里的1：2000數字地形圖的測繪任務。
　　1　測區概況
　　任樓礦區位于宿州市西南約30公里處，位置在宿州、淮北和蒙城三市的交界處，平均海拔25m～26m之間，地形較平坦，測區位于任集鎮以北，孫疃鎮以南，東起太平集，西至郜油坊。測區內有任老家，太平集、鄭橋莊等30個村莊，老式居民院落分布雜亂無章，施測有相當難度。孫任公路從測區中央穿過，測區內部均為農村土路，路面高低不平，行車較為困難。測區屬暖溫帶大陸性季節氣候。四季分明，氣候宜人，年平均溫度16.5℃，年平均降水量約650mm。測區內通訊較為發達，移動，聯通、電信網絡覆蓋整個測區。
　　2　作業技術依據
　　(1)《全球定位系統(GPS)測量規范》；B／T18314-2001；(2)《國家三、四等水準測量規范》；B12898-91；(3)《1：500、1：1000、1；2000地形圖圖式》；GB／T7929-1995；(4)技術設計書。
　　3　坐標系統
　　(1)平面基準采用1954年北京坐標系。
　　(2)高程基準采用1956年黃海高程系。
　　4　地形圖測繪
　　4.1基準站，移動站的設置及點校正
　　RTK測量時，分為CORSS工作模式和傳統RTK工作模式，前者單移動站就可以作業，而后者則至少需要兩臺接收機，一臺接收機做基準站，另一臺做移動站，基準站實時地通過數據鏈將差分改正信息通過數據鏈發送給移動站，移動站通過數據鏈接收差分數據，并實時72a94546c9f408266765da2ef16304de8c991f8f04c709293885081c59da04f2進行解算處理，從而實時得到移動站的高精度位置，而傳統RTK工作模式根據數據鏈的不同又分為電臺工作模式和GPRS工作模式，采用電臺傳輸數據的稱為電臺工作模式，采用GPRS傳輸數據的稱為GPRS工作模式。GPRS模式是指基準站和移動站都采用移動網絡進行通訊的。本次數字測圖我們采用的是GPRS工作模式。
　　為了保證測量精度應將基準站架設在測區的中央，并遠離高壓線和無線電發射塔50m以上。因此我們將基準站架設在測區中央的任意位置上(未知點)，此基準站控制整個測區。接收機接收衛星的截止高度角設置為15°儀器進行精確對中、整平，整平精度其偏差不超過半格，對中不超過1mm。
　　
　　①基站設置：采用GPRS模式作業最好采用自啟動的方式，這樣方便作業。其設置如下：打開測地通，點擊[配置]－[手簿端口配置]，連接類型選擇‘藍牙’－點配置－搜索藍牙－綁定主機－點擊確定－退出測地通。－打開HC GpsSet，選中‘用藍牙’，打開端口，出現華測的基準站接收機出廠默認的設置－進行自啟動基站設置－將數據輸出方式設置為正常模式，將接收機工作模式設置成自啟動基準站，將自啟動數據發送端口設置為：Port2+GPRS／CDMA，將自啟動數據發送格式設置為CMR，其他默認－然后點擊應用即可－在手簿上打開HCGPRS，在端口下拉菜單中，在使用藍牙選擇框上打勾，在工作模式上選GPRS模式－在GPRS下拉菜單中將通訊協議設置為UDP一對多，模式設置為基準站，服務器IP：輸入222.44.183.12＊端口：輸入9902。其他默認，然后點更新。以上是上海華測導航公司為用戶免費提供的服務器IP地址及端口號，基站啟動后數據會自動通過上海服務器轉發，移動站與其綁定即可獲得基站數據。設置完成后，打開測地通，[配置]－[手簿端口配置]－[配置藍牙]，取消綁定的基準站，接收機關機再重新開機。注意一定要把藍牙綁定取消，否則當基站重啟后，手簿打開測地通還會默認綁定基站，這樣將導致基站不發送差分信號。如果基站設置成“自啟動基準站”，以后無論在何處只要開機即可工作，無需其他設置。方便快捷，定位精度高。
　　②移動站設置：配置菜單－移動站參數－內置電臺和GPRS－選GPRS－通訊協議－選UDP－對多－服務器IP：輸入222.44.183.12－端口：選9902－基準站ID：填基站接收機號碼－GPRS模式：選移動站－點擊設置－獲取－接受－退出回到測地通初始界面。然后點擊測量菜單－啟動移動站接收機－移動站信號正常閃爍說明移動站啟動成功。移動站收到差分信號后會出現“單點定位”－“浮動”－“固定”的RTK初始化過程。當RTK出現固定后就可以進行測量了。
　　③點校正：基準站和移動站設置好后，接下來進行點校正。我們利用DR01，DR15.DR28三點進行點校正，DR14點進行檢核，在進行點校正和檢測過程中，利用4臺RTK同時進行。點校正結果如表1所示；
　　點校正后，在DR14點上進行檢測，檢測結果與已有成果進行比較，X最大誤差為1.1cm，Y最大誤差為0.5cm，高程最大誤差為1.9cm；四臺RTK之間X的最大差值為14mm，Y的最大差值為9mm，Z的最大差值為27mm，均小于5cm的要求。說明點校正是成功的，觀測結果是可靠的。其檢測結果如表2所示。
　　點校正符合要求后就可以直接進行測量工作了。在每個測區進行測量有時需要幾天甚至幾十天，基準站每天可以架設在任意位置，也不需要每天重復進行點校正，只要在每天開始測量前到一個已知點上做一下“重置當地坐標”即可。需要注意的是：基準站若是自啟動的方式，如果基準站中間斷電重新開機，即使基準站位置沒變，流動站也需要做重設當地坐標工作，否則測量結果不正確。
　　4.2測量過程中對流動站的技術要求
　　①流動站應在基準站控制轉換范圍以內，距離基準參考站小于等于10公里。
　　②衛星高度角大于等于13度，觀測的衛星個數不得少于5顆，RTK固定時才能進行測量。
　　③圖根控制測量時每個圖根點的觀測時長設置為3min，觀測精度設置為“控制點”。
　　④測圖時碎部點的觀測時長設置為5s，觀測精度設置為“地形點”。
　　⑤每天觀測前，應先對已知點或已測點進行檢測，確認無誤后再繼續測量。
　　⑥測點相對圖根點的相對中誤差不得大于圖上0.2mm(實地20cm)。
　　4.3GPS-RTK聯合全站儀進行野外數據采集
　　按照《城市測量規范》中地形測量的要求進行地形圖的碎部測量。測量方法是全站型電子速測儀與動態全球定位系統GPS-RTK聯合進行地形要素的自動采集和存儲，并通過成圖軟件進行機助成圖。對于開闊的地段(主要是田野、公路、河流、溝、渠、塘等)直接采用全球衛星定位系統中的實時動態定位(RTK)測量模式進行全數字野外數據采集。實地繪制地形草圖，地形簡單時，可不繪制草圖，直接在RTK的手簿中輸入地形地物點的代碼。對于樹木較多或房屋密集的村莊等采用RTK給定圖根點位，利用全站儀采集地形地物等特征點，實地繪制草圖，回到室內將野外采集的坐標數據通過數據傳輸線傳輸到計算機，根據實地繪制的草圖和地形地物點的代碼，經人機交互編輯后，通過計算機連接成圖或自動生成數字地圖。本次所采用的成圖軟件為南方測繪公司的CASS7.1軟件，內業編輯完成并經檢查修改后由HP-500(打印機)繪圖儀打印輸出。
　　5　RTK在地形圖測繪中的優點
　　RTK在地形測圖中除了具有GPS全天候、不受通視條件限制等優點外，與傳統的測圖方法相比還有以下幾個優點。
　　(1)不需建立圖根控制，可節省大量的時間、人力和財力。(2)用RTK測圖，人員少、速度快、效率高。傳統的測圖方法需要4～5人才能進行作業，而RTK流動站只需一人最多兩人即可進行，如果幾個流動站同時作業，則可大大加快測圖進度，提高工作效率。(3)用RTK測圖其點位誤差不積累、不傳播，測圖精度高。
　　6　結語
　　綜上所述，RTK與全站儀聯合測繪地形圖，它們可以優劣互補。如果僅用全站儀進行數字化測圖，就必須建立圖根控制網，這樣須投入大量的時間、人力、財力；如果僅用RTK測圖，雖然它可以省去建立圖根控制這個中間環節，節省大量的時間、人力和財力，同時還可以全天候地觀測。但由于衛星的截止高度角必須大于13度～15度，所以，它在遇到高大建筑物、或在樹下時，就很難接收到衛星和無線電信號，因此，它就無法進行測量。如果用RTK與全站儀聯合測圖，上述弊端就可以克服。即在進行地形測量時，空曠地區的地形、地物用RTK測之，村莊、城市內的建筑物、構筑物用RTK實時給出圖根點的三維坐標，然后用全站儀測之。這樣可以大大加快測量速度，提高工作效率。因此，它是一種行之有效的測圖新方