全站儀和GPS-RTK配合在道路測量中應用研究

以前的道路測量工作效率非常低、工作進度慢，并且需要花費巨大的財力人力才能完整的測量出來獲得比較理想的數(shù)據(jù)。然而將GPS測繪定位技術(shù)應用于道路測量，則極大地幫助了測量人更加有效的測量數(shù)據(jù)。用全站儀和GPS-RTK相結(jié)合的測量方式既能有效的節(jié)約時間，測量精度又高，而且也便于以后的數(shù)據(jù)保存與管理的工作。這兩種測量方式相結(jié)合，可以優(yōu)劣勢互補。如果僅僅用全站儀進行測量，就必須投入大量時間、人力、財力;如果僅僅用RTK-GPS測量，雖然可以省去大量的財力、人力，但由于其衛(wèi)星和無線電信號的局限性，它在遇到樹木或者高大建筑物的時候就無法進行有效的測量了。本文結(jié)合本人的實地道路測量經(jīng)驗，簡單談談全站儀和GPS-RTK在道路測量中應用研究。

1 GPS-RTK

由于GPS-RTK具有全天候、測量時間短、高精度的定位以及全天候的特點，而全站儀具有速度快、自身輕便、而且測量精確度高等優(yōu)點。他們有些極其理想的使用前程。在地形圖測繪中，能夠極大地減少測量人的勞動強度，并且提高測量的效率。成圖數(shù)字化由于其簡單易學、快速精準的特點在工程測量中占據(jù)著更加明顯的優(yōu)勢，并且成圖數(shù)字化能夠減輕手工制圖的繁瑣。

1.1 GPS-RTK的原理

RTK實時動態(tài)測量系統(tǒng)包含了計算機技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、無線電技術(shù)和GPS測量定位技術(shù)幾個方面。RTK具有定位精度高、全天候作業(yè)以及測量時間短等特點。它是GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新的突破口。它主要是由實時數(shù)據(jù)傳輸部分、實時數(shù)據(jù)處理部分以及信號接收部分這三部分來構(gòu)成。測量的時候應該根據(jù)相對定論定理，將一臺接收機設(shè)置在幾個已知的點上，其它的接收機放在待測點上，再給出待測點的坐標以及實測精度，一旦實測精度符合標準，該點的三維坐標以及精度便可以保存下來。GPS-RTK硬件主要包括基準站和流動站兩部分，其數(shù)據(jù)流程圖見圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)流程圖

1.2 GPS-RTK廣泛應用于工程測量中

將接收到的衛(wèi)星號準確及時地發(fā)送給用戶。及時的測量出待測點的坐標、高程以及實測精度。

(1)實施步驟如下:

新建一個項目，輸入?yún)?shù);

把基準站架設(shè)置在選定的控制點上，設(shè)置基準站;

設(shè)置流動站;

④進行實際工作、測量等。

(2)注意事項:

在作業(yè)應該對電瓶電量進行嚴格的檢查，防止在工作中出現(xiàn)電量不多的情況;

架設(shè)基準站時要考慮電臺的信號可能覆蓋到整個測量區(qū)域;

在做控制點測量時，一定要保持中和水平，控制點聯(lián)測的精確度對測量結(jié)果的影響很大

GPS創(chuàng)新技術(shù)處于領(lǐng)先位置，它可以進行數(shù)據(jù)采集，投影計算，點位調(diào)整，偏放樣，直線與偏心，曲線與偏心，存儲偏心點等，并且大大的簡化了日常的測量工作。在工程測量和放樣工作中尤其適用。

2 GPS-RTK和全站儀相配合測圖實例

2.1 工程概況、測量設(shè)備和內(nèi)容

在某市的道路測量中，對該路段進行全程3km的高程控制、地形測量，并且數(shù)字化建模成圖。根據(jù)待測的地形特點，我們投入3臺各類型級別的全站儀，多套地形測量成圖軟件以及南方GPS接收機。

2.2 RTK與全站儀細部的測量

在這個工程中主干線均能夠采用RTK技術(shù)獲得所需要的點，針對一些細微的干擾，比如樹木遮擋，這些都會使得RTK測量精度大大降低，因此在定點時，必須考慮好干擾因素，選擇干擾比較小的地方定兩到三個點，同時作為一組一組的控制點，這幾個點之間必須要有相互兩點通視。在這之后，全站儀可以架設(shè)在這些點上，用極坐標的方法來采集碎部點。

2.3 全站儀以及其特點

在用全站儀的測量過程中，數(shù)據(jù)可以存儲和計算，并且可以與計算機直接進行數(shù)據(jù)的交換。全站儀的技術(shù)簡化了日常測量工作的繁瑣，尤其適用于放樣工作中和工程測量，可以進行高程測量、高差測量、對邊測量、放樣測量以及測量水平角和垂直角。在實際的測量操作中，操作也十分簡單，只需按所需測量使用的軟件按鈕就行了。在野外測量使用全站儀的過程中，全站儀的許多優(yōu)點也體現(xiàn)出來了:(1)作業(yè)效率高。它的自動讀數(shù)功能極大地提高了測量的速度和工作效率。(2)能夠自動校正。只需要按照說明書就可以進行軸系誤差校正。(3)自動讀數(shù)。在實踐操作時，只需要工作人員照準棱鏡它就可以進行自動讀數(shù)和測量，如此的不可思議。

2.4 GPS-RTK和全站儀實際應用的對比和精度分析

RTK在測量時不存在誤差積累的問題，它的測點精度基本上可以滿足碎部測量的要求，但由于它的高程精度不是很穩(wěn)定，可能甚至會使得結(jié)果出現(xiàn)非常明顯的偏差。但是如果是運用全站儀進行測量，出現(xiàn)偏差的現(xiàn)象是不會出現(xiàn)的，這種結(jié)果是可信的，但是在用RTK測量時應該注意和周圍所測得相鄰點校核。因此將全站儀測量方法和RTK測量放樣相結(jié)合可以極大地縮小測量結(jié)果的誤差，提高測量成果準確度。從效率的角度來考慮的話，用RTK這種方式來測量的話只需要少數(shù)的控制點，因此就不需要多次進行站點一個基準站數(shù)據(jù)鏈可以控制周圍十幾公里的測量范圍，基本上節(jié)約了經(jīng)常搬遷站點的時間。另一個方面，RTK測量投入的人員，一般一組只需要1至2人，而全站儀一組需要分配3至5人，RTK測量尤其是地形測量方面更能發(fā)揮其優(yōu)勢。因此利用RTK技術(shù)來進行碎部測量可以提高外業(yè)測量的效率，并且減少現(xiàn)場成本的開支。

3 總結(jié)

就像硬幣一樣，每個事物都具有兩面性，GPS—RTK測量系統(tǒng)與全站儀相比也同樣如此，有著各自的優(yōu)劣，但相比之下，GPS作業(yè)是更方便更適合公路廣泛應用的。GPS測量精度高，不會受到諸如環(huán)境和距離等因素的限制，在地形條件惡劣的地區(qū)，GPS非常適用。而且，由于作業(yè)過程都是由微電子和計算機控制，都是自動記錄，自動處理，自動計算，可實時測出所處位置的三維坐標，所以它不受人為因素的影響。這種先進的技術(shù)可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。因此，RTK比全站儀在公路實地施工中優(yōu)勢更加明顯。兩種技術(shù)都有著各自的優(yōu)缺，如果把GPS—RTK與全站儀兩種測量技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)劣互補，那就有了一個很大的飛躍，比傳統(tǒng)方法更具優(yōu)越性，使得測量速度加快且準確。因此在以后的測量過程中，我們可以先了解全站儀和GPS-RTK這兩項技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢，將這兩種技術(shù)有效的結(jié)合起來，這將極大地改變目前道路測量的現(xiàn)狀，并且能夠?qū)崿F(xiàn)新的突破。將這兩項技術(shù)有效的結(jié)合起來，能在道路測量這方面實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

[1]周忠謨，周琪.衛(wèi)星測量原理與應用.北京;測繪出版社.

[2]徐紹全.張海華.測量原理及應用.武漢.武漢測繪科技大學出版社.