全站儀配合GPS(RTK)在物探工程測量中的應用

李洋 中通大地空間信息技術股份有限公司

一、全站儀配合GPS（RTK）在物探工程測量中的應用要點分析

（一）做好坐標系的選擇與轉換工作

在物探工程測量工作中，全站儀配合GPS（RTK）技術的應用關鍵首先在于定位點是否準確可靠，這就需要探測人員根據實際測量需求合理選擇坐標系。目前我國野外物探測量工作中經常使用的坐標系主要有兩種，分別是北京54坐標系和WGS--84坐標系，這兩種坐標系雖然都能夠滿足物探測量需求，但是因為其模型構建方法存在一定區別，前者屬于參心坐標系，而后者屬于地心坐標系，所以即便是在同一空間位置，使用不同坐標系所得出的測量數據結果也會存在很大差異。而實際測量過程中，野外探測環境是十分復雜的，單純使用一種坐標系往往無法取得完整的測量數據，需要同時融合使用兩種坐標系。

（二）熟練掌握坐標系轉換的技術要點

由上文可知，全站儀配合GPS（RTK）在物探工程測量中的應用要點主要在于坐標系的選擇和轉換，而其中坐標系轉換是重中之重。根據以往轉換經驗，由WGS-84坐標系向北京54坐標系進行轉換的效果是最為可靠的，具體地轉換技術要點如下：首先要明確地心位置和坐標系橢球體幾何中心點的相對位置，然后再結合對橢球體的幾何參數進行必要轉換，該過程中橢球體需要設立兩個，且大小和形狀應該有所區別。但是因為兩套坐標參數不能直接共通，所以還需建立相應的轉換模型，常用的轉換模型也有兩種，分別是平面轉換和空間轉換。就前者而言，其模型主要是在WGS-84橢球參數與北京54坐標系橢球中心、坐標軸方向一致的假設條件下建立的，該假設下，這兩種坐標系的空間坐標數值可以保持一致，只要對其橢球參數進行轉換即可；就后者而言，因為兩種坐標系的尺度不同，空間直角坐標系和坐標原點存在差異，且還會發生坐標軸旋轉和便宜問題，所以必須進行坐標矯正。通常情況下，測量范圍在三十到四十千米以內的物探工程，一般都會采用平面模型，依照WGS-84橢球體參數將所獲取的GPS數據按照高斯投影標準進行變換，然后再用通過平面坐標將變換后的數據轉換成北京54坐標系格式。

二、如何做好獨立坐標系的構建工作

因為在利用全站儀配合GPS(RTK)實施作業之前，需要把WGS-84坐標轉換成平面坐標，所以在測量過程中測區及其周邊設置至少三個高等級的平面控制點。從當前工程測量的實際情況來看，由于很多施工平面采用的是北京54坐標系，而測區及其附近存在控制點時，就需要采取RTK作業實時采集兩到三個WGS-84坐標的控制點，從而達到控制點聯測的目的。再利用測量儀器的軟件將轉換參數算出來，并把施工平面圖設計的剖面先采取RTK方法在實地放樣。但是此時還有一個問題就是在小區域的施工范圍內以及測區和附近沒有控制點時，如何在施工圖上確保所設計的測線能準確而又快速地在實地放樣呢？所以此時就需要進行獨立坐標系的構建。對于測區最遠點的間距在30km之內時，應將北京54坐標作為WCS-84坐標的一個平移，這樣就能建立出獨立的坐標系。

在具體的建立過程中，首先需要在測區內選取地形特征明顯的地物點和地貌處做好測量控制點的布設，并借助GPS靜態之后的處理軟件對WGS-84坐標進行無約束平差處理，在WGS-84橢球下對平差結果實施高斯投影，再變換為平年坐標。其次是加強對地形圖的應用，將其作為參考物，在控制點中選取地形地貌點明顯的部位，并在圖中將這一點的平面坐標與高程讀出來，利用GPS靜態將控制點的WGS-84平面坐標測出來之后，在地形圖上將北京54坐標下的坐標點進行讀取之后，借助CAD將所有的WGS-84平面坐標下的控制點進行全選，這樣就能把所選的特征點作為其基點，并平移到北京54坐標下的特征點，將其作為測區的平面控制點，實時借助RTK作業法對所有的控制點進行聯測得到參數之后，在剖面線中進行實地放樣和采集工作。

由于目前在物探工程測量中,很多地方的北京54坐標系下的控制點被破壞甚至沒有，因而采取這一方法進行獨立坐標系的建立就顯得尤為重要，其主要是在北京54坐標橢球的基礎上，而坐標系統的起算堤岸則采取北京54坐標系的坐標，這樣就能確保測繪成果和北京54坐標系相同。而利用GPS靜態測量進行控制測量時，其精度較高，利用GPSRTK技術實施剖面線放養定位時具有較高的精度，因而我們必須切實加強對其平面誤差的控制，一般不能在地形點讀取過程中出現讀圖錯誤的情況，在埋設控制點時，則需要考慮這方面的誤差，才能確保整個物探工程測量所需的測設網更加科學合理，確保整個物探工程測量水平的提升和優化。

三、結語

經過以上分析闡述可以發現，全站儀配合GPS（RTK）在物探工程測量中的應用價值是十分突出的，但是由于野外物探工程測量的條件復雜，而且在新時期背景下，測量要求越來越嚴格，所以在應用RTK測量方法的過程中，相關行業工作人員還是要在準確、熟練掌握該測量技術應用要點的基礎上，充分結合測量工程的實際需求，靈活制定測量方案，選擇恰當的測量模式，這樣才能為后續測量數據的有效統計和轉換奠定可靠基礎，從而提高測量質量。