基于GPS—RTK的數字化測圖在踏勘擬建站址中的應用

袁德寶　李廣海　李鵬　胡啟亞　吳孝禹

【摘 要】變電站站址的勘測是選建站址的重要依據，鑒于RTK實時動態GPS測量技術在數字化測圖中的優勢和CORS系統的廣泛應用，利用CORS系統獲取控制信息及轉換參數，RTK采集野外碎部點數據，并利用南方CASS7.0的簡碼成圖的作業方式進行數字化成圖。經實例證明，該方法的運用大大提高了外業采集數據和內業成圖的作業效率，對類似的工程項目有較好的借鑒意義。

【關鍵詞】RTK；CORS；簡碼成圖；變電站站址

0 前言

變電站站址的選擇是電力系統規劃工作中的重要環節，而地形勘測是可行性研究的重要階段。如何快速、高效、準確的完成變電站站址周邊的大比例尺測圖的工作，以供設計方面參考使用，是生產實際中所要解決的首要內容。

近年來，利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）綜合應用于大地測量、工程測量、氣象監測、地震監測、地面沉降監測、精確導航等領域，對傳統的GPS測量作業模式產生了重要變革。此外，隨著RTK實時動態測量技術在大比例尺測圖中無法比擬的優勢與數字化地圖成果的易用性，常規的測圖方法正逐漸被取代。特別是在通視條件差，常規測量儀器難于完成野外作業的山地地形區域，可大力發展RTK模式測繪，既提高測量精度，減少勞動強度[3]。

本文結合對山東省新泰市擬建的變電站站址周邊400×400m的1：1000地形圖的測量成圖實例，利用CORS系統獲取控制信息及轉換參數，RTK采集野外碎部點數據，這樣不僅能夠省去GPS靜態引點的工作，并獲得與國家坐標系相統一的測量成果，而且能夠滿足大比例數字化測圖的精度要求；內業成圖方面，采取CASS7.0的編碼自動成圖方法，提高了外業觀測和內業成圖的效率。

1 CORS簡介、應用

利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS），是“空間數據基礎設施”最為重要的組成部分，可以獲取各類空間的位置、時間信息及其相關的動態變化。CORS的建立可以大大提高測繪精度、速度與效率，降低測繪勞動強度和成本，省去測量標志保護與修復的費用，節省各項測繪工程實施過程中約30%的控制測量費用。

目前，CORS系統下的網絡RTK直接測量結果屬于基于連續運行參考站網下的2000國家大地坐標系統。如果用戶需要使用1980西安坐標系或1954年北京坐標系等坐標系統時需進行坐標轉換；使用1985國家高程也需進行高程轉換。可以在RTK設備上進行直接轉換或進行測量結果的事后處理。

2 項目概況

2.1 項目基本情況

擬建站址的行政區劃隸屬于山東省泰安市新泰市，位于新泰市西南約6公里處的北嶺宿舍附近。主推站址為北嶺宿舍北站址，以6kV農業線名公礦支線39號桿以南100m為基點，以北200m以東200m的區域內；備選站址為北嶺宿舍東站址，以中國移動通信桿沈家莊至東都井080號桿向北150m為基點，以南200m以東200m的區域內。進站道路的引接道路為北站址南側向陽路。

2.2 項目的主要任務

該勘測項目隸屬于可研階段的一部分，主要任務為：

1）踏勘擬建站址的地形、地物、地貌是否符合建站條件；

2）描述擬建站址的高程，高差，供站址估算土方量用；

3）描述擬建站址有無果園、苗圃等；

4）向土建專業提供1：1000的地形圖，測量范圍不小于400×400m，并包含進站道路的引接道路及站址描述中參照物（中國移動通信桿沈家莊至東都井080號桿，6kV農業線名公礦支線39號桿），及有關的城市規劃圖，供站址方案比較及土方估算用；

5）收集擬建站址的坐標系和高程系。

3 外業數據采集

3.1 圖根點的埋設

本次測量任務對于圖根控制點的精度要求為：點位中誤差±5cm，高程中誤差±10cm。因此，RTK完全可以滿足圖根控制測量的點位及高程的精度要求；而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題，用于大比例尺測圖的圖根控制測量是可行的[4]。

圖根點的設置應顧忌方便測圖使用和便于RTK測量等因素，在擬選站址外圍采用鋼釘分別設置3個臨時性圖根點。基準站平滑60s設站后，在假定坐標系下使用流動站采集圖根點，即可同步開始碎部點采集。應任務書要求，可不做基礎控制，而直接利用CORS系統獲得圖根控制信息后，利用CASS中坐標轉換功能，即可得到相應的轉換參數。

3.2 外業采集注意事項

測區絕大部分地面坡度在2°-6°之間的地區，屬于丘陵地形。測區內，坡坎、田地、樹林較多，建筑房屋稀少，但總體來說比較規整。測繪1：1000的丘陵地區的地形圖時，地形點的平均間距為50m，采用1m為基本等高距。斜坡、陡坎比高小于1/2等高距或在圖上長度小于5mm時可舍去，當坡坎較密時，可適當取舍[1]。高程點注記密度圖上為每100cm2內5-20個，內業成圖時，可依距離不大于20m進行高程點過濾，再通過交互展點的命令增加明顯地物點或地形特征點，如山頂、鞍部、凹地、山脊、谷底及傾斜變換處，應注記高程點。此處當外業碎部點采集時，應格外注意。

注意地物不能漏測，尤其是地下管線類、墳、水井等，遇到標石類要予以拍照記錄，供設計方聯系咨詢。此外，為避免重測漏測的現象，不僅可利用手簿中線放樣功能，也可以通過CASS獲取后綴名為“.dxf”的測區邊界線或者測區內標志性的地物，導入手簿內，便于外業碎部點采集時隨時參照。

4 內業編輯成圖

采用數字測記模式時，一般要繪制草圖。鑒于測區內地物地貌比較規整，此次測圖采用“簡碼法”模式自動成圖。簡碼識別的作用是將帶簡編碼格式的坐標數據文件轉換成計算機能識別的程序內部碼[2]，在現場可輸入簡碼，室內自動成圖。

內業“簡碼法”成圖方面，CASS7.0系統預先定義了一個JCODE.DEF文件，用戶可以編輯JCODE.DEF文件以滿足自己的需要，但要注意不能重復，且野外操作碼第一個字母不能是“P”、“U”、“Q”、“B”等[5]。此外應注意，連線順序將決定類似于坎類的齒牙線的畫向，齒牙線及其它類似標記總是畫向連線方向的左邊，因而改變連線方向就可改變其畫向[2]。

簡碼識別完畢后，進行簡單必要的修整、文字注記、植被填充、繪制等高線以及地形圖的修飾等工作。繪制等高線時，應注意：

（1）數字地面模型建立時，應充分考慮各種地性線、斷裂線和微地物的表示；（2）采用嚴密的數學模型進行計算生成等高線；（3）等高線生成后，必須對照實地進行檢查，發現錯誤應及時改正。

初步成圖完成之后，需在野外對測圖成果進行準確性及完整性進行實地檢查。發現遺漏或錯誤及時采取有效措施彌補。

5 結論

由CORS系統獲取圖根控制信息，運用傳統的GPS作業模式進行碎部點的采集。這樣可以在保證滿足測圖精度要求的基礎上，方便快捷的獲取圖根控制信息，大大提高了作業效率，能夠圓滿完成踏勘擬建站址的測量任務。

利用RTK技術實現數字化測圖的外業數據采集，不僅能夠達到1：500圖根控制測量的點位和高程精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題，完全可以滿足大比例尺測圖的需要[4]。

利用南方CASS7.0的簡碼成圖的方法，具有靈活、簡便、快速等特點，縮短了內業成圖的時間，在數字測圖內外業一體化中得到了廣泛的應用。

【參考文獻】

[1]國家測繪局測繪標準化研究所.GB/T 14912-20051：5001：10001：2000，外業數字測圖技術規程[M].北京：中國標準出版社，2005.

[2]數字化地形地籍成圖軟件CASS7.0用戶手冊[S].南方測繪儀器公司，2006.

[3]聶上海，殷立瓊.GPS RTK技術在數字化地形測量上的應用實驗[J].測繪通報，2005（3）：30-31.

[4]艾廣山.RTK在圖根控制中的精度分析[J].測繪與空間地理信息，2012，35（11）：106-108，111.

[5]史長鰲，劉秀格.大比例尺數字化測繪新方法——簡碼法[J].測繪通報，2003（8）：64-65.

[責任編輯：王楠]