RTK/全站儀條件下的施工放線方法

楊志峰 夏鵬飛

【摘要】 全站儀集測角量邊等功能于一體，在高大建筑物密集區，其靈活多樣的導線也具有不可替代的優點。到底在施工放線中應采用什么儀器，如何使用才能更好得提高作業效率與作業精度，成為我們這一次需要討論的重點。

【關鍵詞】 分析對比 誤差探討 提高效率 組合使用

一、RTK測量技術的主要優點

RTK技術現在風靡一時，這與其在測量模式和測量速度、精度比以往的測量方式有很大的變革有很大的關系， RTK技術的主要優點有以下幾個方面：

1、作業效率高。在一般的地形地勢下，RTK設站一次即可測完4KM半徑的測區，高質量的RTK設站甚至可覆蓋半徑5KM的測區，大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的“搬站”次數，僅需一個人操作既可完成，在一般的電磁波環境下僅需1～2秒就能測到一個點的坐標。若用其進行地形測量，每小組每天可以完成0.8～1.5 km2的地形圖測繪，其精度和效率是常規測量所無法比擬的。用RTK進行作業，速度快，勞動強度低，不但節省了外業的費用，而且大大提高了作業效率。

2、定位精度高，數據安全可靠，沒有誤差積累。只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業半徑范圍內，RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級，再者在RTK測量中需要的是運動點與基準站之間的關系，所以所測的點與點之間沒有誤差積累，測量數據安全可靠。

3、作業條件要求低。RTK技術不要求兩點間滿足光學通視，只要滿足“電磁波通視和對空通視的要求”，比如觀測站附近沒有大功率的無線電發射臺和高壓輸電線以及諸如大面積水域等能引起多路徑效應的物體，沒有大型建筑或者高大樹木、山體。因此，和傳統的測量方式相比，RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制比較小，這樣不但可以大大增加了作業時間，而且大大提高了工作的效率，降低了工作的難度，同時還可以減少不必要的數據誤差，例如，在傳統測量看來由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視地區，工作起來非常麻煩，并且一不小心數據就會出現錯誤，現在利用RTK技術就能輕松地進行快速的高精度定位作業。使測量工作變的更容易更輕松。

4、操作簡單，容易使用。只要設站時對基準站和移動站進行簡單的設置，就可以邊走邊獲得測量結果坐標或進行坐標放樣了。例如，比如我國自產的南方靈銳S82，設計一鍵操作，只需操作一個按鍵，控制按下和松開的時機，就可以實現開機、關機、切換測量模式、儀器初始化等各種操作，儀器的啟動簡單到只需開機即可，手簿與主機之間的藍牙自動連接，非常的傻瓜化和人性化，放樣也是只需調用已知數據按提示操作即可。

5、數據處理能力強。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出功能強。能方便快捷與計算機、其他測量儀器通訊。

6、RTK作業自動化、集成化程度高，測繪功能強大。 RTK可以勝任各種測繪內、外業。流動站配備高效手持操作手簿，利用內裝式軟件控制系統，無須人工干預便可自動實現多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減小人為誤差，保證了作業精度。

二、全站儀及其使用方法簡介

全站儀的操作速度和精度，均較經典儀器有很大提高。更重要的是全站儀內部大量地使用了微電子技術，因此，可實現數據自動記錄、傳輸、檢查、計算處理。利用全站儀不僅可以得到原始的或改正后的觀測數據，而且還可得到平差后的三維坐標。全站儀是數字化的測繪儀器，是實現測量自動化的一種重要儀器，通過它還可形成自動化數據流，從而實現自動化制圖和建立地圖管理數據庫的目的。

全站儀中的軟件是其發展的一個重要因素，能否在市場競爭的大潮中立于不敗之地，豐富的內存軟件是十分重要的。目前，應用于各類全站儀中軟件已有二十多種，包括設定水平方向、放樣點位、導線測量、對邊測量、懸高測量、后方交會、偏心測量與面積測量等。

很多儀器還可由用戶隨時將外部程序庫中的補充程序調入內存，或從內存中刪除；為解決某些特定的測量任務，用戶可自己定義數據的格式和顯示方式，以及按儀器豐富的菜單功能由自己獨立組配某些程序，再由微機送人全站儀內存，成為特有的用戶程序，諸如此類的這種“可編程性”，預示著全站儀“智能化”發展的方向。

目前新推出的全站儀幾乎都設置了PC卡接口，只要插入PC卡，全站儀測量的數據將按規定格式記錄到PC卡上。取出PC卡后，可直接插入帶有PC卡接口的計算機上，與之直接通信。當然也可通過傳輸電纜將全站儀中的PC卡數據直接傳到計算機中（即不用取出PC卡）。便攜機用于數據采集是通過傳輸電纜將全站儀與便攜機聯好，按照要求設置好實時傳輸參數，可在野外進行實時傳輸，并可借助系統成圖軟件進行現場成圖，即達到即測即繪的效果。這就是所謂的電子平板測圖系統。

綜上所述，由于全站儀的這些特點，使之不僅是地面數字測圖的主要儀器，而且使用范圍正在擴大，從傳統的測圖、放樣，擴展到目前的實時變形監測、工業測量、特殊工程測量等。全站儀作為測量的常規儀器之一將發揮越來越大的作用。

三、RTK/全站儀在實際工程放線上的對比

3.1作業條件的比較

全站儀測放中樁，是通過測取兩點之間的平距及方位角，從而確定點位。因此，要求兩點之間必須通視，并且視線良好。遇到視線遮擋時，如農作物、樹枝雜草等則需人工手動清除障礙物，而如遮擋物為高樓，山體以及大型樹木等時，則需采用支點等形式測放中樁。霧天，地表蒸汽較大時，直接影響測量的精度與進度，這就要求日出而作，日落而息，自然條件在很大程度上限制了作業的進度。RTK技術在測量時，由于是單點作業，因此受環境及人為因素影響較小，可以在霧天、雨天等惡劣天氣下工作，而全站儀則不行。RTK在山林區或城區作業時，因樹木密集茂盛、高樓林立從而對其接受衛星信號以及電磁波信號產生影響，使其作業精度低甚至無法作業，但全站儀則不受此影響，按照上面所說方法如采用支點形式，同樣可以照常作業。

3.2作業速度及效率的比較

全站儀放樣時，是由測站指揮前點到相應的樁號去，往往需要幾次反復才能將點位定下來。測量過程中搬站、清除障礙物等工作會浪費很多時間。另外，測量時須大家配合作業，配合的熟練程度也會影響作業的速度。RTK作業對區域內的站點之間不要求通視，流動站與基準站之間的聯系是建立在無線電波基礎上的，對流動站來講，儀器會引導你去相應樁號位置，如不合適，可自由調整樁號，無須交流，從而提高作業速度。因此，從某種意義上說，流動站越多，作業速度越快。

3.3作業精度的比較

全站儀測放中樁時，由于受干擾因素較多，因此常采取一些輔助方法，如利用支點放樣，這樣放出的點位精度會比正常放出的點位精度低。當遇到長直線時常需要搬站，而搬站的誤差會累積到以后的點位中，從而影響整體測放精度。RTK測量時，其點位精度是實時顯示的，且每一根中樁放樣過程一致，所測放的點位精度大致相同，不存在累積誤差，因此可以保證中樁點位精度的均勻性。

由于個人水平的限制，針對RTK與內置工程程序的全站儀在施工放線中的分析與對比，本文尚有許多需要補充的地方。RTK和全站儀的單獨使用都有一定的限制性，如何將兩者搭配使用，發揮各自的優點，從而提高作業效率，是一個需要我們認真思考的問題。

參 考 文 獻

[1] 余小龍，胡學奎著. GPS RTK技術的優缺點及發展前景. 測繪通報，2007年第10期.

[2] 周朝義著. 有關GPS RTK差分數據傳輸技術探討. 武漢大學出版社，2004.