全站儀配合RTK在施工控制測量中的應用

劉 煦，辜 超，吳會軍，何柯達

1 RTK測量技術

RTK測量技術，RTK是以載波相位觀測量為根據的實時差分測量技術。與常規測量儀器相比主要有以上優點:（1）作業效率高；（2）作業條件要求低；（3）測量誤差不累計；（4）自動化程度高。RTK技術不要求被觀測的兩點間互相通視，只要求有衛星電磁波信號，所以它受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小，唯一的缺點就是受電磁波干擾、多路段效應和衛星遮擋影響較大，所以一般在野外測量和做控制測量中應用較多，而在城市測量中較少單獨使用，一般是配合全站儀進行測量。

2 全站儀測量技術

全站儀，即全站型電子測距儀（Electronic Total Station），是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。全站儀目前是測量的主流儀器，根據用途不同，有各種不同精度的產品，一般城市測量中2秒級儀器使用較為普遍。本文主要利用全站儀的測角測距功能，對RTK所做的施工控制點進行精度檢核。

3 施工控制測量簡介

建設工程在施工階段都必須進行各種測量工作，如對已知長度的測設，已知角度的測設，建筑物細部點平面位置的測設等等，而進行這些測量工作的前提是必須取得至少一組（不少于3個）施工控制點。

以前我們進行施工控制測量往往是從高級控制點進行導線測量或者三角網測量獲取，由于高級控制點數量少，有時候離施工地比較遠，而且測量高級控制點需要消耗大量的人力物力，往往也難于保存，這樣就給測量工作帶來了極大的困難，隨著RTK技術的不斷進步，測量精度不斷提高，現在利用RTK測量得到的坐標精度已經完全能滿足一般建設工程的需求，可以作為施工控制點使用。

4 施工控制測量操作步驟

要測量施工控制點，首先要進行選點埋石，控制點一般應選擇在工地附近對施工影響不大的地方，要求點位不會被來往車輛破壞，如果同時要進行水準測量，則需要考慮沉降問題，所以一般選擇在附近的硬化地面上，如果沒有硬化地面，則應進行埋石以確保點位不會被破壞，根據施工需求，選取互相通視的三點（至少某一個點可以與另外兩個點通視）做好標記，一般用大道釘比較好。

圖1 定角定邊檢查成果表

選好點位后則可開始進行測量工作。利用RTK進行測量，首先要對RTK進行測前檢查，選取離測區距離相對較近的兩個具有已知坐標數據的高等級控制點，架設RTK進行測量，用測量所得的坐標與已知坐標進行對比，如果XY坐標差值都在2cm以內，高程差值在3cm以內，說明儀器狀況良好，可初步推測測區衛星信號良好，無不良干擾。如坐標差值較大，則應排查引起誤差的原因，如果是儀器原因應更換儀器，如果是測區存在電磁波干擾則應待電磁波信號消失后重新測量，直到滿足精度要求為止。

當測前檢查合格后，應及時進入測區對已經選取的點位進行RTK測量，測量儀器一般使用穩定的三角架架設，觀測時間一般以3分鐘或更長為宜，測量三次取平均值，以獲得較理想的結果。

測量結束后立即進行RTK測后檢查以確保儀器和周邊環境在測量的整個階段都是正常的，測后檢查的方法同測前檢查，如果在測后檢查中發現誤差較大，則說明測量過程中環境或者是儀器出現了問題，需要找出原因進行重新觀測。

RTK測量結束后，我們已經可以獲得三個點的坐標，即使測前測后正常，我們依然不知道測量過程中是否受到了電磁波干擾以及儀器狀況是否正常，這時候，我們需要對控制點進行檢核，用RTK進行反復觀測是一個方法，但是依然不能排查出儀器原因和衛星信號原因帶來的誤差，這種情況上我們可以利用全站儀進行邊長和角度的觀測來檢查坐標點位精度是否可用于施工。

圖2 定角定邊控制略圖

在某一個可以同時與另外兩個點通視的點位上架設全站儀，對中整平后，以另外某一點為起始方向進行置零并觀測水平距離，盤左觀測另一點，獲取角度觀測值和水平距離，然后轉動鏡頭盤右觀測，獲取這一點的盤右觀測值，再觀測第一點獲取第一點的盤右觀測值，完成一個測回觀測的定角定邊測量，測量結果用于質量檢查。

5 施工控制測量質量檢查

用RTK測量得到的坐標值由于受到各種干擾，如衛星信號，接收機狀況，周圍電磁波等因素的影響，也許其中一點或者多點會存在較大的誤差，這時候我們必須進行質量檢查，平面精度的檢查主要是進行角度和距離的檢查，高程精度的檢查則需要利用水準儀進行水準測量檢查，本文主要討論利用全站儀進行平面位置的檢查。

假設第一點為A1，第二點為A2，第三點為A3，我們在以A2為設站點進行全站儀觀測之后就會得到一個順時針夾角和兩個水平距離，根據我們觀測得到角度和距離，以及用RTK測量得到的坐標反算出的角度距離進行比較來判斷控制點質量。

6 施工控制測量成果

在進行質量檢查測量后，應及時整理成果，以判斷所做控制點能否用施工，及時反饋并提交給施工單位，以免因為測量原因耽誤正常的工期。提交成果前應進行資料的整理與檢查，主要是進行定角定邊檢查并制作定角定邊相關表格和控制略圖，以便對控制點精度做出合理判斷，表格及略圖如圖1、圖2。

7 質量不符合要求的解決方案探討

就近選取衛星信號好，干擾因素少的地段進行高等級控制測量，一般采用提高一個等級的GPS靜態觀測，得到精度較好的控制點，靜態觀測得到的控制點除各項指標符合要求之外，也需要進行定邊定角測量，以保證控制點的準確性，得到高等級控制點后，利用符合導線進行導線觀測與計算得到平面坐標，來解決施工控制問題。