現代測繪技術在斷面測量中的應用

摘 要：隨著GPS RTK技術在測量中的大量使用，測繪工作變得更加容易，但是高效率的工作帶來的是海量的數據處理，如何利用現有技術手段正確處理這些數據直接關系到我們工作的成敗。本文分析的是GPS RTK技術在斷面測量中的應用及斷面數據處理過程的自動化。

關鍵詞：斷面；斷面之星一體化系統；GPS

1 引言

常規的GPS測量方法，如靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態實時差分（Real-time kinematic）方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖，斷面測量帶來了新曙光，極大地提高了外業作業效率。而河南省水利勘測有限公司開發出的斷面之星一體化系統是一款斷面數據處理功能比較強大的軟件，能夠保證我們快速、準確地對外業測量數據的處理。現在我們就以SOUTH GNSS S82型儀器為例，探討一下GPS RTK 技術在斷面測量中的應用方法。

2 實例

2.1 放樣數據的生成

首先我們要利用設計方提供的曲線要素計算出需要測量斷面的主基點及輔助基點，這項工作可以利用斷面之星一體化系統或者是南方CASS成圖軟件來完成。

拐點坐標文件的建立：

使用記事本建立一個“.dat”的文件，其數據格式如下：

2.2 線型數據文件的建立

在斷面基點生成以后，我們需要對其進行編輯，生成GPS RTK設備能夠識別的數據格式（見表1）：

再生成放樣數據的線型文件：

1，3677621.426，501612.41，0，，2，3677821.211，501836.209，0，，0，8+000

3，3677825.275，501568.969，0，，4，3677774.556，501864.651，0，，0，8+200

5，3678022.396，501602.782，0，，6，3677971.677，501898.464，0，，0，8+400

7，3678219.517，501636.595，0，，8，3678168.798，501932.276，0，，0，8+600

放樣數據準備好以后，把它傳輸到RTK測量手簿中測量目錄下即可。建立放樣數據線型文件的好處就是放樣數據的編輯過程完全是在電腦上進行的，用EXCEL的一些簡單功能就能夠實現，而且能夠處理大量的數據，同時避免了在手簿中輸入數據時人為出現的失誤，提高了放樣效率。

2.3 斷面測量數據的采集

在實際放樣過程中，當我們在RTK手簿中進入線放樣，導入剛生成的線型文件后，所有需放樣的斷面線都顯示在RTK手簿屏幕上，我們當前所在位置和斷面的相關位置也一目了然。如圖4：

這樣，我們在測量斷面時，對需要測量的斷面的位置及方向都很了解，能更好地計劃我們的測量路徑。如果幾個斷面有一定的交叉，并且間距較近時，我們就可以考慮對這幾個斷面同時進行測量，起到事倍功半的效果，提高了工作效率，節約了工作時間。

2.4 測量數據的處理

在整個斷面測量過程中，所有的數據都是記錄在儀器里面的，這就為我們處理測量數據提供了很大的便利。在測量結束后，我們用CASS格式傳輸出全部外業數據。如下圖：

123.200，8000h，501516.372，3676727.227，113.153

72.151，h，501547.666，3676767.559，111.745

69.944，h，501549.292，3676769.089，112.672

66.786，h，501551.175，3676771.625，112.828

55.248，h，501558.247，3676780.742，112.619

44.517，h，501565.149，3676788.967，112.574

28.218，h，501574.706，3676802.185，112.348

16.361，f，501582.334，3676811.271，112.282

15.348，f，501582.919，3676812.100，112.714

把測量數據北坐標和東坐標刪除，把地物的編碼用斷面之星設定的地物類別進行代替。得到如下數據：

1，8000，0，112.772

2，8000，2013.1228，0

10，-0.5，72.151，111.745

11，-0.5，69.944，112.672

12，-0.5，66.786，112.828

13，-0.5，55.248，112.619

14，-0.5，44.517，112.574

15，-0.5，28.218，112.348

然后我們運行“斷面之星一體化系統”進行數據處理（見圖5）：

通過“斷面之星一體化系統”對數據的處理，我們能檢查出測量數據是否滿足測量要求。如果測量數據超距或者精度有粗差，就需要到現場重新測量，然后對數據進行處理，直到數據合格為止，數據合格就可以生成成果（見表2）：

通過以上實例可以看到， GPS RTK測繪技術和斷面之星一體化系統的完美結合，使斷面測量全數字化成為了可能，斷面測量因此也變得更加方便快捷。

3 常見問題解決方案

3.1 CORS系統是由若干個固定的、連續運行的GPS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網技術組成的網絡，能實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值（載波相位，偽距），各種改正數、狀態信息，以及其他有關GPS服務項目的系統，這幾年在測繪領域逐步得到推廣和應用。使用CORS系統的優點是我們在測量時不用架設基準站，RTK就能實時接收到連續運行基站發送的數據進行作業，節省了很多工作時間。但是在部分測區，由于山區或者高大建筑物遮擋，CORS信號比較薄弱，影響測量精度。這時候我們可以在CORS信號好的地方做幾個控制點，在適合架設基準點的地方設立基準站，實現CORS基站和電臺基站的轉換，在控制點上進行點校正及復核，滿足校核精度即可作業。

3.2 在測量過程中，我們經常會遇到樹木茂盛影響測量工作的環境，利用全站儀來配合RTK的測量，就能很好的解決這個問題。我們先用RTK在觀測環境較好的地方做三個臨時點，在其中一個點上支站，另一個點做后視方向，一個點做校核，然后用極坐標法對所有需要觀測的斷面點位進行測量。需要注意的是，在全站儀坐標輸入時，北坐標要輸入控制點的里程，東坐標輸入控制點的垂距。在實際測量時，我們用東坐標來控制棱鏡偏離斷面線的距離，北坐標來控制斷面測量的長度。當RTK無法正常工作，斷面長度又不是太長時，我們可以考慮布設支導線來完成斷面的測量。

3.3 在遇到沼澤，溝渠等我們無法到實地測量的地方時，我們在保證精度的情況下需要進行丈量。RTK測量斷面在這時又體現出另外一個好處，那就是測量數據能實時修改。丈量時，我們只需對最后一個點進行重復測量，在數據記錄時通過對所測數據里程和桿高進行修改來達到丈量目的。這樣我們在測量現場就能完成丈量工作，既保證了數據的準確性，又避免了內業工作的積累。

4 結束語

通過對 GPS RTK技術充分進行應用，并和相應的辦公軟件相結合，既提高了外業的工作效率，節省了外業作業時間，又降低了內業的勞動強度，提高了成果的可靠性，同時也增加了企業的效益，可謂是一舉多得。

參考文獻

[1]劉基余.全球定位系統原理及其應用[M].測繪出版社，1995.

[2]水利水電工程測量規范[S].中國水利水電出版社，2013.