GPS-RTK與全站儀在工程測繪領域中的運用

閆勇 付帥

摘要：GPS-RTK與全站儀應用于工程測繪領域，能夠進一步提升工程測繪工作的效率以及精度，降低測量誤差，同時其操作簡便，受到高程、障礙物的影響比較小，因此，該技術在現代工程測繪中的應用越來越廣泛。本文對GPS-RTK與全站儀在工程測繪領域中的運用展開了分析與探討。

關鍵詞：GPS-RTK;全站儀;工程測繪

在實際的工程測繪過程中，由于GPS技術能夠布設網狀結構，靈活性和精度都比較高，在工程測繪中已經得到廣泛應用。實際測量的過程中，通過設置好精度范圍，選擇合理的控制點位置，根據實際的規程要求進行測量，能夠獲取到比較準確的測量結果。例如，利用GPS的RTK技術能夠滿足厘米級精度，在建筑物不太密集的地方可以完全使用該項技術。對于一些高大建筑物和地物點比較隱蔽的測量，可以選用PTK測量地物點，選用全站儀借用圖根點進行數據測量，全站儀測量的優勢是坐標的準確度和精準度較高，全站儀自身能夠自動記錄和存儲信息。例如，使用的免棱鏡全站儀，能夠在外業測量中對地物點的平面坐標進行測量，將數據信息自動保存在全站儀中，降低了勞動強度。

1、GPS―RTK聯合全站儀在工程測繪中的前期工作

1.1? 流程

測繪工程是一個相對較為復雜的程序，因此在實施前一定要制定好完善的計劃、實時流程，嚴格按照流程進行操作。

1.2? 準備工作——測量地區概況的了解

在對測量區進行測量之前，工作小組一定要對測量地區的概況有一定的了解再開展工作。工作人員首先要調查被測地區的地理位置、地形地貌、經緯度、區域大小、所載行政區范圍等等。在對被測地區基本情況有過一定的了解以后，測量人員不僅要對自然環境有所注意，更重要的是對人文地理的關注，尤其是測量區如若有房屋建筑、綠化、道路等較為復雜的區域，則需要調整測量方式，爭取達到操作性高、成本低、效率高、實用等一體化的效果，為測量工作的開展提供充足的準備。

1.3? 確定平面坐標系統

平面坐標系：采用54北京坐標系或者80西安坐標系統或者2000國家大地坐標系統，高斯- 克呂格投影，中央子午線確定，3°帶投影平面的直角坐標系。高程基準：采用1985國家高程基準，基本等高距為1.0m。

1.4? 布置控制網

在控制網的布設過程中應該注意以下幾個原則：

（1）???? 充分利用原有的資料，將原有的GPS定點定在新設的坐標系統中，以便新的布置網測量后可以與原有的平面控制網完美重疊。

（2）???? GPS在測量高程的過程中，應該利用三維坐標，而在高程測量過程中，一定要注意測量的高度為實際高度減去所在地海拔的高度。因此在測量數據后，一定要及時對數據進行處理。或者在數據測量前，模擬被測去的水平面，再與對應的數據相匹配，測量出實際的高度。

（3）???? 網形：測量后的各個定點組合成網絡后，最后將其形成閉合圖形，以便于各個程序地有效添加與應用。

（4）???? 網點：對于各個定點，要時刻進行逐一，以便未來操作的暢通性;注意提高GPS網的精度：①增加測量頻率;②不斷重復測量，確保數據準確性;③在布網過程中，確保點的密度，以便計算過程中數據準確性的提高。

2、GPS―RTK聯合全站儀在工程測繪中的方案

2.1? 利用RTK技術進行圖根點與碎部點的數據采集

（1）???? 碎部點的采集與測量

碎部點，是指在描述地形、地貌時的一些特征點。在對被測區的地形、地貌進行測量的過程中，需要采集一些碎部點進行數據分析。主要是通過RTK技術架設基準站在空地中，之后啟動流動站進行數據的采集。如若被測地區空地少，地形復雜的話，則表示地形對電磁波的感染可能會比較大，則需要利用全站儀技術進行碎部點的采集，主要需要一人操作全站儀、一人繪制草圖、一人跑尺，相對難度較大。

（2）???? 測定圖根控制點

圖根點，又稱“地形控制點”，是指用于測圖的控制點，而圖根點的測定所運用的是RTK技術。由于碎部點與測站點之間必須進行聯結，因此也就需要在測量地區增加一些圖根控制點。

2.2? 導入數據

正如上文所言，所謂數據鏈，是對流動站接受到的數據傳導到基準站，再將基準站的數據直接傳入計算機平臺中進行存儲與處理的過程。而在數據輸入計算機平臺后，相應的還會有一定的數據處理軟件對導入的數據進行管理，最終形成一個數據庫，以便于日后的測繪與計算使用。

2.3? 圖形的剪切與合成

在圖形的編輯過程中可以采用CASS地形成圖軟件進行操作。CASS地形成圖軟件能夠對導入的數據進行處理，并定點到柵格網中，實現圖形的剪切、合成、編輯、最終輸出地形圖的效果。

2.4? 繪制平面圖

在將數據導入CASS地形成圖軟件后，可以實現定位的坐標與原有地形圖相疊合，并利用等高線將高程數據導入，實現由三維向二維的轉變。

2.5? 圖形分幅與圖形整飾

在這里，需要說明的是，由于在現實測量過程中存在環境因素——地形復雜、天氣干擾和人為因素——誤測、漏測、重復工作等多方面的影響，因此數據難免會存在誤差。因此在將各小組地形圖的拼合過程中可能會出現一些難以重疊的區域，也就需要工作者對圖形進行一定的整飾和分幅。而圖形的整飾與分幅可以借助CASS軟件。將圖片全部導入軟件中，進行自動生成，但在生成過程中一定要有審核員進行審核，防止處理過程中出現失誤。

2.6? 導出圖形

在各項數據、圖形處理完畢后，工作人員對軟件中形成的地形圖加以界定、檢測、確定界址、增加圖形圖表，等到一切完工后，再從軟件中導出圖形。最后將導出的資料匯總、編目、裝訂、存檔，以便后續的使用與查找。

2.7? 注意事項

在實驗過程中，發現RTK技術聯合全站儀的確能夠保證工程測繪的效率與精度，大大降低人力成本。但此技術仰賴于操作人員的正確與熟練操作，如若不然，則還會出現以下幾個問題：

（1）1在項目開展前，項目負責人應該對各小組進行分工，小組成員也應該再進行內部分工，避免重復工作或者遺漏工作。各小組也應該對每天的測量進度及時記錄，最好能保證當天出圖，避免數據丟失，如若有失誤，也可保證第二天可以及時進行搶救。

（2）???? 在基準站設置位置的選擇上，要考慮多方面因素，包括是否受電磁波干擾、信號收取是否有效、穩定等等。一般需要選擇地形開闊、海拔較高的中央地區。

（3）???? 防止角度誤差。在相鄰點精度測量中防止因角度數據誤差造成更大的誤差。

結語

RTK與全站儀的結合實現了在定位系統中各種技術相融合、相借鑒、相統一的局面，是GPS定位技術的一大突破。RTK技術本身高效率、高質量、高精度的測量手段方便了測量數據的導入與處理，而全站儀對地面距離、高度、角度的全面精確測量又保證了GPS定點的精度，二者的結合全面更新了GPS技術，為后續定位系統的發展提供了技術保障，也為GPS的推廣運用建立了堅實的后盾。

參考文獻：

[1]?? 秦偉榮.GPS-RTK與全站儀在施工工程測量中的配合應用[J].工程質量，2019，037（008）：52-54.

[2]?? 王天孝.試析GPS-RTK技術與全站儀在工程測繪中的應用[J].工程建設與設計，2020.

[3]?? 孫婧.油田工程測量中GPS-RTK與全站儀的應用[J].科技創新導報，2018，000（008）：15-16.

閆勇 付帥

摘要：GPS-RTK與全站儀應用于工程測繪領域，能夠進一步提升工程測繪工作的效率以及精度，降低測量誤差，同時其操作簡便，受到高程、障礙物的影響比較小，因此，該技術在現代工程測繪中的應用越來越廣泛。本文對GPS-RTK與全站儀在工程測繪領域中的運用展開了分析與探討。

關鍵詞：GPS-RTK;全站儀;工程測繪

在實際的工程測繪過程中，由于GPS技術能夠布設網狀結構，靈活性和精度都比較高，在工程測繪中已經得到廣泛應用。實際測量的過程中，通過設置好精度范圍，選擇合理的控制點位置，根據實際的規程要求進行測量，能夠獲取到比較準確的測量結果。例如，利用GPS的RTK技術能夠滿足厘米級精度，在建筑物不太密集的地方可以完全使用該項技術。對于一些高大建筑物和地物點比較隱蔽的測量，可以選用PTK測量地物點，選用全站儀借用圖根點進行數據測量，全站儀測量的優勢是坐標的準確度和精準度較高，全站儀自身能夠自動記錄和存儲信息。例如，使用的免棱鏡全站儀，能夠在外業測量中對地物點的平面坐標進行測量，將數據信息自動保存在全站儀中，降低了勞動強度。

1、GPS―RTK聯合全站儀在工程測繪中的前期工作

1.1? 流程

測繪工程是一個相對較為復雜的程序，因此在實施前一定要制定好完善的計劃、實時流程，嚴格按照流程進行操作。

1.2? 準備工作——測量地區概況的了解

在對測量區進行測量之前，工作小組一定要對測量地區的概況有一定的了解再開展工作。工作人員首先要調查被測地區的地理位置、地形地貌、經緯度、區域大小、所載行政區范圍等等。在對被測地區基本情況有過一定的了解以后，測量人員不僅要對自然環境有所注意，更重要的是對人文地理的關注，尤其是測量區如若有房屋建筑、綠化、道路等較為復雜的區域，則需要調整測量方式，爭取達到操作性高、成本低、效率高、實用等一體化的效果，為測量工作的開展提供充足的準備。

1.3? 確定平面坐標系統

平面坐標系：采用54北京坐標系或者80西安坐標系統或者2000國家大地坐標系統，高斯- 克呂格投影，中央子午線確定，3°帶投影平面的直角坐標系。高程基準：采用1985國家高程基準，基本等高距為1.0m。

1.4? 布置控制網

在控制網的布設過程中應該注意以下幾個原則：

（1）???? 充分利用原有的資料，將原有的GPS定點定在新設的坐標系統中，以便新的布置網測量后可以與原有的平面控制網完美重疊。

（2）???? GPS在測量高程的過程中，應該利用三維坐標，而在高程測量過程中，一定要注意測量的高度為實際高度減去所在地海拔的高度。因此在測量數據后，一定要及時對數據進行處理。或者在數據測量前，模擬被測去的水平面，再與對應的數據相匹配，測量出實際的高度。

（3）???? 網形：測量后的各個定點組合成網絡后，最后將其形成閉合圖形，以便于各個程序地有效添加與應用。

（4）???? 網點：對于各個定點，要時刻進行逐一，以便未來操作的暢通性;注意提高GPS網的精度：①增加測量頻率;②不斷重復測量，確保數據準確性;③在布網過程中，確保點的密度，以便計算過程中數據準確性的提高。

2、GPS―RTK聯合全站儀在工程測繪中的方案

2.1? 利用RTK技術進行圖根點與碎部點的數據采集

（1）???? 碎部點的采集與測量

碎部點，是指在描述地形、地貌時的一些特征點。在對被測區的地形、地貌進行測量的過程中，需要采集一些碎部點進行數據分析。主要是通過RTK技術架設基準站在空地中，之后啟動流動站進行數據的采集。如若被測地區空地少，地形復雜的話，則表示地形對電磁波的感染可能會比較大，則需要利用全站儀技術進行碎部點的采集，主要需要一人操作全站儀、一人繪制草圖、一人跑尺，相對難度較大。

（2）???? 測定圖根控制點

圖根點，又稱“地形控制點”，是指用于測圖的控制點，而圖根點的測定所運用的是RTK技術。由于碎部點與測站點之間必須進行聯結，因此也就需要在測量地區增加一些圖根控制點。

2.2? 導入數據

正如上文所言，所謂數據鏈，是對流動站接受到的數據傳導到基準站，再將基準站的數據直接傳入計算機平臺中進行存儲與處理的過程。而在數據輸入計算機平臺后，相應的還會有一定的數據處理軟件對導入的數據進行管理，最終形成一個數據庫，以便于日后的測繪與計算使用。

2.3? 圖形的剪切與合成

在圖形的編輯過程中可以采用CASS地形成圖軟件進行操作。CASS地形成圖軟件能夠對導入的數據進行處理，并定點到柵格網中，實現圖形的剪切、合成、編輯、最終輸出地形圖的效果。

2.4? 繪制平面圖

在將數據導入CASS地形成圖軟件后，可以實現定位的坐標與原有地形圖相疊合，并利用等高線將高程數據導入，實現由三維向二維的轉變。

2.5? 圖形分幅與圖形整飾

在這里，需要說明的是，由于在現實測量過程中存在環境因素——地形復雜、天氣干擾和人為因素——誤測、漏測、重復工作等多方面的影響，因此數據難免會存在誤差。因此在將各小組地形圖的拼合過程中可能會出現一些難以重疊的區域，也就需要工作者對圖形進行一定的整飾和分幅。而圖形的整飾與分幅可以借助CASS軟件。將圖片全部導入軟件中，進行自動生成，但在生成過程中一定要有審核員進行審核，防止處理過程中出現失誤。

2.6? 導出圖形

在各項數據、圖形處理完畢后，工作人員對軟件中形成的地形圖加以界定、檢測、確定界址、增加圖形圖表，等到一切完工后，再從軟件中導出圖形。最后將導出的資料匯總、編目、裝訂、存檔，以便后續的使用與查找。

2.7? 注意事項

在實驗過程中，發現RTK技術聯合全站儀的確能夠保證工程測繪的效率與精度，大大降低人力成本。但此技術仰賴于操作人員的正確與熟練操作，如若不然，則還會出現以下幾個問題：

（1）1在項目開展前，項目負責人應該對各小組進行分工，小組成員也應該再進行內部分工，避免重復工作或者遺漏工作。各小組也應該對每天的測量進度及時記錄，最好能保證當天出圖，避免數據丟失，如若有失誤，也可保證第二天可以及時進行搶救。

（2）???? 在基準站設置位置的選擇上，要考慮多方面因素，包括是否受電磁波干擾、信號收取是否有效、穩定等等。一般需要選擇地形開闊、海拔較高的中央地區。

（3）???? 防止角度誤差。在相鄰點精度測量中防止因角度數據誤差造成更大的誤差。

結語

RTK與全站儀的結合實現了在定位系統中各種技術相融合、相借鑒、相統一的局面，是GPS定位技術的一大突破。RTK技術本身高效率、高質量、高精度的測量手段方便了測量數據的導入與處理，而全站儀對地面距離、高度、角度的全面精確測量又保證了GPS定點的精度，二者的結合全面更新了GPS技術，為后續定位系統的發展提供了技術保障，也為GPS的推廣運用建立了堅實的后盾。

參考文獻：

[1]?? 秦偉榮.GPS-RTK與全站儀在施工工程測量中的配合應用[J].工程質量，2019，037（008）：52-54.

[2]?? 王天孝.試析GPS-RTK技術與全站儀在工程測繪中的應用[J].工程建設與設計，2020.

[3]?? 孫婧.油田工程測量中GPS-RTK與全站儀的應用[J].科技創新導報，2018，000（008）：15-16.