GPS－RTK與全站儀組合在測量放線技術中的應用分析

歐陽兆聰

(廣東省地質測繪院，廣東 廣州 510800)

近些年來，伴隨著GPS技術的日益發展與進步，該技術因作業快速、成本低、精度高等優勢，因而得到了極為廣泛的應用;而全站儀是一種自動化水平高，且能夠完成一個測站上所有的工作。兩種技術在測量放樣工作中，有長處也有短處，對此，可將其聯合使用，以揚長避短，獲得更好的測量效果，這種方式被叫做無障礙測量［1］。以下本文將這兩種方式的聯合應用情況進行探討。

1．GPS－PTK工作原理

GPS－PTK技術，是一種以載波相位觀測量為依據的實時動態定位技術，其是一種集合多種技術的組合系統，例如數字通訊技術、計算機技術以及GPS技術等等［2］。該技術的出現，不但是GPS測量技術的一個進展，并且網絡RTK技術的進步，也可有效的處理傳統RTK中所存在的各種問題，如作業半徑、基準站的設置等，操作者僅僅只要一個手持GPS接收器，即能夠開展不同級別的實時快速定位，繼而為測繪工作帶來極大便利。

PTK的主要工作原理為:在基準站上放置一臺接收機，在流動站 (載體)上再放置一臺及其以上的接收機，兩站點(流動站、基準站)接收相同時間、相同GPS衛星所發出的信號，之后將基準站所接收到的觀測值和已知位置的基本信息加以對比，以便得出GPS差分改正值。(見下圖1所示)隨后，經由無線電數據鏈電臺，在第一時間內把該改正值傳送至共視衛星的流動站，繼而對其GPS觀測值進行精細化處理，最終獲得改正之后的流動站比較精準的所在位置。

2．全站儀的工作原理

全站儀，其是將若干個部分 (如微處理機、測距以及測角等)有機連接在一起，繼而構成一個整體，繼而對測角、測距等進行自動控制，從而對高差、水平距離以及坐標增量等予以自動測量、計算的測繪設備［3］;在此過程中，該設備還能自動顯示數據，且予以記錄、存儲以及傳輸等，正是因為其可以將一個測站上所有的工作都完成，因而最終得名“全站儀”。

該設備的平面定位測量，是經由極坐標法，得到測量點的坐標;而其工作原理具體為:將測量站點作為中心，通過測站上已經知曉的方向，對該方向與所需測定方向之間的角度及其距離進行測定，繼而得出所需測量點的具體所在位置;其中，高程定位測量，是經由三角高程來明確的。在實際測量過程中，因為受到諸多因素的影響，例如通視條件、地形等，有一些測量點的位置無法通過全站儀來進行直接測量，所以，除采取極坐標法之外，還會采取一些其他的方式展開測量，例如兩點前方交會、后方交會等［4］。

3．GPS－PTK與全站儀組合的實際運用

3．1地區情況

在對某地實施地籍測量過程中，采取了GPS－RTK和全站儀協同使用的方式。該地區的實際情況為:該地屬于某集團1～5期用地，大約有五宗地，面積為500平方米。以往已經建成的廠區，其建筑物分布亂且密，而最近所建成的建筑物密度并不大，但是相對而言較為規則。從整體而言，該地區內并沒有高壓設備或者是樓層較高的建筑物，對GPS－RTK測量工作的開展極為不利。

3．2現有資料和作業根據

首先，在該區的周圍有GPS四等點，分別是G047、ST以及ST4等，是2005年7月地區國土規劃測量事務所測定，其精度與測量要求相符，因而其四等點能夠直接用做本次測量的起點，采取GPS－RTK技術，對一級GPS點進行布設。

其次，本次測量作業的具體根據是:國家土地管理局所發布的《城鎮地籍調查規程》;國家測繪局所發布的《地籍圖圖式》;國家測繪局所發布的《地籍測繪規范》;《全球定位系統(GPS)測量規范》CH2001－92; 《1:500、1:1000、1:2000地形圖數字化規范》GB/T1716－1997。

在測量過程中，所選用的全站儀型號為TOPCONGPT 7502，與Trimble5800型接收器，以及靈銳S80一體化藍牙GPS－RTK兩臺套，以及2臺電腦。在測量前，均對所需儀器進行檢測，結果其精度、性能皆滿足測量要求。

3．3作業組織

依據所準備的設備，聯系需測量地區的地形特點，然后開展作業分工，具體為:①先對GPS控制點進行布設，在點位密度設置上，需符合地籍細部測量的要求;②采用GPS－RTK技術，對所需測量地區的球場、管線、公路以及圍墻等進行測量;③采用全站儀，對界址點、建筑物以及一些無法以RTK采集的地形等，進行測量、采集［5］。

3．4GPS－RTK的測量

將之前已經布設的GPS四等點，作為本次測量的起點，采用GPS－RTK技術進行一級GPS點的布設，共設25個點，其中任意一個點都必須和其2個附近的GPS通視，以便切實達到地籍細胞測量的需求。本次測量所采用的GPS－RTK，其平面標稱精度是2cm±2×10－6D，這可達到一級導線精度的測量需求。

3．5地籍細部的測量

在采用GPS－RTK進行采點時，需確保凈空狀態，不可被遮擋住，從而確保設備可以接收到更高角度的衛星，且讓衛星幾何圖PDOP大于6。所以，在新建廠區中，不包含建筑物在內的其他地方，大致上都能采取GPS－RTK對碎部點進行采;針對以前已經建成的老廠區，由于該區中的建筑物比較密集，所以采用全站儀進行碎部點的采集。

3．6處理內業數據

在完成外業數據的采集工作之后，把數據發送到電腦中，且采用軟件 (南方CASS5．1)，開展地籍圖的繪制工作，形成宗地圖，對所測量面積加以計算，最終對全部數據進行匯總。

3．7精度分析

在結束內業與外業的全部工作之后，將所得樣圖打印出來，然后再到測量實地展開檢查。最初，對精度的點位進行檢驗，采取GPS－RTK對準備檢查點的實際坐標進行測定，之后和樣圖中的坐標相對比，點位誤差在6cm以內，則滿足相關檢測精度的要求;隨后，檢查邊長，采取鋼尺量距，對邊長進行測量，并且和反算邊長相比較，差值同樣需控制在6cm以內，這樣方能滿足相關精度的需求。之后，對實地的地物、地形等展開檢驗，針對之前測量過程中所遺漏的地物，需予以補充測量;在內業處理的過程中，將補充測量的坐標數據加入原地形圖中，從而對地形圖加以修正與補充。

在對界址點進行測量的過程中，對精度有一定的要求，即界址點對附近圖根點點位中誤差、鄰近界址點間距中誤差以及界址點與鄰近地物點間距等，均需應當控制在正負5厘米以內。另外，地籍圖對精度同樣要求，即鄰近兩界址點之間的距離、界址點和鄰近地物點之間的距離等，其誤差必須控制在圖上正負0.3毫米以內，宗地內部和界址邊并不鄰近的地物點，點位誤差需控制在圖上正負0.5毫米以內;另外，相互靠近的兩地物點，其間距中誤差應當控制在圖上正負0.4毫米之內。

4．結束語

通過GPS－RTK和全站儀的聯合使用，大家可以發現其有優點，也有缺點。其中，優點表現為:集成化、自動化水平高。且測繪效果好，在GPS幫助之下，可較快的靠近放樣點，快速完成放樣作業;數據真實、可靠，且能夠現場得出較為準確的結果;有較高的定位精度，數據準確，無誤差累積，各個測點之間不需要進行通視;使用操作簡單、方便，有較強的數據處理水平。缺點表現為:會受到衛星狀態、天空環境以及高程等的影響，繼而對其測量精度帶來影響。對此，工作人員應對其繼續展開研究與探索，以便將兩種測量技術的效果充分展現出來。

［1］張爭鳴．GPS－RTK與全站儀聯合作業在地形測量中的應用 ［J］．甘肅冶金，2013，35(4):88－91．

［2］宋鐵軍，趙志全．GPS(RTK)配合全站儀在公路施工放樣中應用 ［J］．價值工程，2014，(2):104－105．

［3］季軍．GPS－RTK與全站儀結合在測繪地形圖中的應用［J］．城市建設理論研究 (電子版)，2014， (21):1412－1412．

［4］劉金鵬，曹先密，曹玉凱等．GPS－RTK聯合全站儀在道路施工勘察領域中的應用 ［J］．交通科技與經濟，2013，15(2):114－116．

［5］王志強．GPS－RTK與全站儀聯合使用在公路測量中的應用 ［J］．山西建筑，2013，39(27):187－188．