全站仪配合RTK测图方法浅述
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全站仪配合RTK测图方法浅述
使用全站仪配合RTK进行全野外大比例尺带状地形图测图，可使外業测量工作变的轻松，减少外业工作量，缩短勘测周期，对带状线路测量的方法产生了巨大的变革，大大的提高了测量精度和效率。随着RTK技术的发展针对RTK的信号中断、遮挡等问题将不断的被解决，例如天宝公司设计的R10GNSS智能接收机，其集成的xFill断点续测技术就能够有效的应对无线通信的中断，在通信连接中断期间，能够无缝的提供不间断的厘米级定位。
1 RTK数据的坐标转换
1.1 GPSRTK技术的工作原理
GPS RTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它能够实时提供观测点在既定坐标系中的三维定位结果，测量精度精确到厘米。GPS RTK定位系统主要包括流动站与基准站两部分。通常在地势较高、视域开阔的高等级已知控制点上设置基准站，通过它将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，然后经基准站电台发射出去。流动站GPS接收机再利用OTF（运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后以厘米级的精度计算出流动站的定位。用户可以对观测点的数据观测质量以及基线解算结果的收敛情况进行实时观测，以观测点设定的精度直接计算观测时间，以提高工作效率。
1.2 坐标转换
GPS全球卫星定位系统中设有一个WGS84地心坐标系统，而测绘单位通常采用参心坐标系统来测绘地形，GPS定位成果要应用与日常测绘工作，必须先进行数据转换。
确定整周未知数后，系统按单差观测方程就可以给出基线向量的解（ΔXij，ΔYij，ΔZij），其中i、j分别代表参考站和流动站。基于对参考站地心坐标（ΔXi，ΔYi，ΔZi）的考量，流动站的瞬时地心坐标应为：Xj=Xi+ΔXij，Yj=Yi+ΔYij，Zj=Zi+ΔZij
2 GPS-RTK碎步点数据的采集 以往外业测量带状地形图时一般首先需要在测区建立图根控制点，然后再图根控制点的基础上进行全站仪或经纬仪配合小平板测图，随着电子技术的发展，外业测图发展到外业使用全站仪和电子地物编码，利用大比例尺软件来进行测图，无论如何都要求在测站上测量四周的地形地貌碎部点，且碎部点都必须与测站通视，并且要求至少2-3个人操作。同时在外业测量过程中，大比例尺带状地形图有着自己的特点，带状地形图一般要求在设计中线（路由）左右多宽的范围内测量。如此以来，在外业测量的过程中使用全站仪等传统的测量设备、测量方法已经比较难满足以上测量方式的要求。随着GPS技术的发展，采用GPS-RTK技术，仅需要一个人在需要采集的地形地貌碎部点上呆上1-2秒，输入碎部点的特征编码，碎部点的特征编码，按照约定的符号、数字、字母表示。使用“-”表示和前后一个点相连，用数字表示需要连接的点号，使用字母表示地物类型，如此外业大比例尺地形图测量工作就变得就可以完成一个碎部点的外业采集，并实时掌握测量的精度，在使用RTK测量时，可以将测图的范围在电子手簿中键入测图的范围线，保证测量的内容和范围不重不漏。在完成一天的外业工作回到室内，使用专业的软件输出外业测量的数据，根据测量的编码完成一天内业的数据编辑，最后由作业组内部、作业组之间完成带状地形图的拼接工作。
3 全站仪配合GPS-RTK进行外业测量
常规测量工作要坚持“从整体到局部，先控制后碎部，分级布网，逐级控制”的原则。具体工序为首级控制网、加密控制网、图根控制网、特征点数据采集和成图。基于操作流程的相关要求，对一个测区施测时必须频繁进出现场作业区。在同一测站上多次设站，导致作业效率低下，数次设站也将造成不必要的精度流失（如对中误差和定向误差增加等）。通过全站仪进行全野外数字化带状地形图测绘，具有其他测绘仪器不可比拟的优势，它不仅设站灵活、便于操作，而且能数据记录和计算均能自动完成，同时能直接获取地面点三维坐标，不失为地形测绘中最理想的仪器。除此之外，该仪器在实际应用方面尚存一些问题，而GPS-RTK测量可全天候进行，不需通视，定位精度均匀，大部分环节已实现自动化和集成化，工作量和相应的测绘实现大幅减少，工作效率大幅提高，此外，地形构造越简单、视域约开阔的区域，更能凸显其测绘定位的优势，但在城市、山区或遇到障碍物时，不仅卫星和无线电信号接收困难，而且会大大降低测绘定位的数据的精度，严重影响测量的外业精度。针对全站仪和RTK全野外数字化测图的具体情况，在充分考虑两者优缺点的基础上，利用全站仪辅助RTK采集数据方式进行作业，用以克服作业过程中工序过多的弊端。利用RTK与全站仪联合测量的作业模式分为两个步骤：①利用RTK测量图根控制点。RTK技术进行控制测量既能够实时知道定位结果，又能实时知道定位精度，同时将这样可以大大提高作业效率。同时使用RTK在现场根据带状地形图的要求，完成线路地形、地貌隋碎步点的外业数据采集工作。②利用GPS-RTK施测的图根控制点，使用全站仪架设在图根点上，对因为遮挡或人员无法到达原因无法使用RTK测量到的地形、地貌使用全站仪（免棱镜全站仪）进行外业工作的施测。
这样使用GPS-RTK与全站仪联合作业，达到了优势互补、简化外业测量程序、减少误差、提高效率、保证质量、节省人力和物力等目的，不失为一种行之有效的进行野外带状地形图测量作业模式。
4 结束语
随着经济社会飞速发展，我国高速公路、铁路、输油管道、输气管道等基础建设的步伐也不断加快，对大比例尺带状地形图的需求愈来愈多。可是通过常规测量仪器测量带状地形图，不仅操作流程复杂、精度把握不准，而且成本高、效率差，同时现在带状工程设计质量要求高、工期要求紧。为了提高测量的精度和效率，在带状工程测量中，尝试着使用RTK和全站仪相互配合的方法，用RTK基本完成带状地形图的测量，使用全站仪来补测RTK难易准确测量的部分。充分发挥了RTK及全站仪的技术优势，不仅精简了施测流程，有效控制了测量误差，而且测量效率大幅提高，既省工又省力。
参考文献：
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[3] 宋济宇，徐以厅，李滨.TrimbleR10GNSS智能接收机相关技术探讨[J].测绘通报，2013，（07）.
