数字测图技术在测绘中的应用

GPS-RTK技术在数字测图中的应用X

李瑞君

(内蒙古电力勘测设计院,内蒙古呼和浩特　010020)

摘　要:近年来,GPS-RTK技术已被广泛应用到工程测量中。结合一年多的RTK作业经验,以某

220kV送电线路工程中断面测量为例,简述PS-RTK的工作原理、参数转换的求解方法及其精度评

定,以及详细介绍了GPS-RTK技术在数字测图中的应用情况及工作特点。

关键词:GPS-RTK;数字测图;应用

中图分类号:P228.4∶TM752+.1　文献标识码:A　文章编号:1006—7981(2012)04—0098—01

近年来,越来越多的先进仪器设备应用于测绘

领域,其中GPS实时动态测量(RTK)定位技术尤为

突出,它可以在不布设各级控制点的情况下,仅依据

一定数量的基准点,便可以高精度并快速地给出地

形点、地物点的坐标,而且能实时提供厘米级精度的

定位成果。结合多年的RTK作业经验,以某220kV

送电线路工程中断面测量的应用为例,简单介绍

RTK定位原理以及参数转换的求解方法,以及

RTK技术在数字测图中应用的特点。

1　RTK定位原理

RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实

时动态定位技术,它能够实时地获得测站点在指定

坐标系中的三维定位结果。RTK系统主要包括3个

部分:基准站、移动站、数据链。基准站接收机固定在

三角架上,连续接收所有可视GPS卫星信号,并将

测站点坐标、载波相位观测值、伪距观测值、卫星跟

踪状态及接收机工作状态等通过数据链发出去。移

动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时,接收来自

基准站的数据,通过差分处理解求载波相位整周模

糊度,得到基准站和移动站之间的坐标差值$X、

$Y、$Z。坐标差加上基准站坐标就可以得到流动站

点的WGS84坐标,通过坐标转换参数转换得出流动

站每个站点的平面坐标x、y和海拔高h。

2　求解坐标转换参数及其精度评定

2.1　求解坐标转换参数

在测量工作中,通常使用的是北京54坐标系、

西安80国家坐标系和一些地方坐标系,而GPS卫星

RTK定位技术在数字测图中的应用

摘要：阐述了RTK原理.应用于数字化测图的作业流程及注意事项。

关键词：RTK;数字地形图;应用

1引言

目前，数字化测图主要通过全站仪配合便携计算机或电子手簿，野外采集数据，最后利用专业测图软件编辑成图。这种方法要求在全站仪上测定各个地物地貌的碎部点，即要求碎部点必须与测站通视。随着GPS技术的出现及其RTK定位技术的广泛应用，采用RTK定位技术进行数字化测图可以很好地弥补测站点控制范围的局限性。采用RTK定位技术作业，不仅可以布设图根控制网，而且在数字测图碎部点采集中大大提高了地形图效率及精度，取得了良好效果。

2 RTK特点

2.1 RTK原理

RTK是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的厘米级精度的三维定位结果。RTK测量系统通常由三部分组成，即GPS信号接收部分（GPS接收机及天线）、实时数据传输部分（数据链，俗称电台）和实时数据处理部分（GPS控制器及其随机实时数据处理软件）。

RTK测量是根据GPS的相对定位理论，将一台接收机设置在已知点上（基准站），另一台或几台接收机放在待测点上（移动站），同步采集相同卫星的信号。基准站在接收GPS信号并进行载波相位测量的同时，通过数据链将其观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息一起传送给移动站；移动站通过数据链接收来自基准站的数据，然后利用GPS控制器内置的随机实时数据处理软件与本机采集的GPS观测数据组成差分观测值进行实时处理，实时给出待测点的坐标、高程及实测精度，并将实测精度与预设精度指标进行比较，一旦实测精度符合要求，手簿将提示测量人员记录该点的三维坐标及其精度。作业时，移动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在已知点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊值的搜索求解。在整周模糊值固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持4颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则移动站可随时给出待测点的厘米级的三维坐标。

Ｖａｌｕｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　・１７１・　电子平板技术在数字测图中的应用　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔａｂｌｅｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍａｐｐｉｎｇ　孙艳崇ＳＵＮ　Ｙａｎ—ｃｈｏｎｇ　（辽宁省交通高等专科学校，沈阳１１０１２２）　（Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１　１０１２２，Ｃｈｉｎａ）　摘要：电子平板技术就是全站仪＋笔记本电脑（或ＰＤＡ）＋相应控制软件，将该技术应用到数字测图中，其优点是在电子平板（笔记　本电脑或ＰＤＡ）上，可以直观、实时显示出所测绘的地形图，这样可以及时检查，及时发现错误并改正。　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔａｂｌｅｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ｔｏｔａｌ　ｓｔａｔｉｏｎ，ｌａｐｔｏｐ（ｏｒ　ＰＤＡ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｔｈａｔ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｉｓ　ｉｎｔｕｉｔｉｖｅｌｙ　ａｎｄ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｄｉｓｐｌａｙｓ　ｔｈｅ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｏｆ　ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ｍａｐｓ　ｉｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔａｂｌｅｔ（Ｌａｐｔｏｐ　ｏｒ　ＰＤＡ），ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｔｉｍｅｌｙ　ｉｎｓｐｅｃｔ，ｄｉｓｃｏｖｅｒ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ｔｈｅ　ｍｉｓｔａｋｅｓ．　关键词：电子平板；数字测图；应用　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔａｂｌｅｔ；ｄｉｇｉｔａｌ　ｍａｐｐｉｎｇ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　中图分类号：ＴＰ２７１　文献标识码：Ａ　１电子平板技术简介　随着计算机技术的发展，便携机的体积、重量、功耗越　来越小，、这样便携机不易携带、电源不足等问题在某种程度　上得到解决，把便携机带到野外工作成为可能。因此许多测　图软件系统在原有的作业模式的基础上，增加了电子平板　的作业模式，实现了所测即所得，电子平板技术要求测图软　件能够驱动全站仪自动进行测距和测角，并且全站仪测定　的距离和角度等数据信息能够通过数据线（或蓝牙装置）传　到软件当中，然后软件依据设站和定向的信息把目标点的　角度和距离化算成坐标，进而可以把点位实时的绘制出来。　采用电子平板测图时，全站仪只需在开机的初始界面，即测　角和测距界面，而不需要进入到全站仪坐标测量的模式中。　使用电子平板技术，注意要选择相匹配的全站仪和绘图软　件，因为不是所有的绘图软件和全站仪都支持电子平板功　能，而且全站仪必须同绘图软件相对应，因为一个具有电子　平板功能的软件不可能支持所有型号的全站仪。　２电子平板测量前准备工作　２．１数字测图软件ＣＡＳＳ的安装ＣＡＳＳ绘图软件　（ＡｕｔｏＣＡＤ　ａｉｄｅｄ　ｓｕｒｖｅｙ　ｓｙｓｔｅｍ）是南方测绘公司基于　ＡｕｔｏＣＡＤ开发出来的一款专用于数字地形图、地籍图绘制　的软件。由于ＣＡＳＳ是在ＡｕｔｏＣＡＤ基础上二次开发得到　的，所以ＣＡＳＳ不能独立安装使用，在安装ＣＡＳＳ软件之前，　必须先安装ＡｕｔｏＣＡＤ，且注意ＣＡＳＳ的版本同ＡｕｔｏＣＡＤ的　版本一定要对应起来，否则ＣＡＳＳ软件无法进行安装。　２．２录入控制点坐标和放样点的已知坐标在采用电　子平板技术放样前，通常将已知的数据先录入到笔记本电　脑中，然后外业放样时再进行现场核对，其录入的数据文　件格式如下，录入数据时，可以采用“计事本”编辑器，完成　后需将此文件另存成扩展名为“ＤＡＴ”的文件。　１点点名，ｌ点编码，１点Ｙ（东）坐标，１点Ｘ（北）坐　标，１点高程：　Ｎ点点名，Ｎ点编码，Ｎ点Ｙ（东）坐标，Ｎ点Ｘ（北）坐　标，Ｎ点高程。　作者简介：孙艳崇（１９７８一），男，辽宁绥中人，硕士研究生，讲师　教师，研究方向为数字化测图技术。　文章编号：１００６－４３１１（２０１４）０９—０１７１—０２　有关说明如下：①每个点的数据占一行；②编码可以　不输入，如果编码为空，其后的逗号不能省略；③每个点的　Ｙ坐标、ｘ坐标、高程的单位都是米；④如果点的信息没有　高程也可以，但其后的逗号不能省略；⑤文件中间不能有　空行。　３电子平板测图基本步骤　３．１电子平板（笔记本电脑）测图参数设置电子平板　测图参数设置包括两个部分，分别是：电子平板端和全站　仪端，设置时，注意两者的参数必须相对应。相关的参数设　置说明如下：①通讯口是指数据传输电缆联接在计算机的　哪一个串行口，要按实际情况输入，否则数据不能从全站　仪直接传到计算机上。②如果用户所用的全站仪在列表　框中没有，则说明ＣＡＳＳ软件不支持此种全站仪进行电子　平板测量模式。③“波特率”、“数据位”、“校验”和“停止　位”等参数必须同全站仪设置一致，否则ＣＡＳＳ软件无法　驱动全站仪进行电子平板测图。④“超时”表示ＣＡＳＳ驱动　全站仪测图后，允许全站仪测得的数据返回的时间，一般　设置成１０秒左右：如果设置成０秒，电子平板测图时通常　ＣＡＳＳ端会提示“通讯超时”，而无法获得全站仪测得的数　据，进而无法进行测图。　全站仪端通常需要进行两项设置，通讯参数设置和数　据存储设置。通讯参数设置即是“波特率”、“数据位”、“校　验”和“停止位”，这些参数必须同ＣＡＳＳ端设置一致。存储　设置一般选择“存储到ＲＳ２３２串口”，即全站仪测定的数　据不是存储在内存中，而是发送到全站仪的串口，由于全　站仪同电子平板相连，所以全站测得的数据能自动的传到　电子平板中。　３＿２展控制点在电子平板测图前，可以先将控制点　展绘出来，这样设站定向是可以直接屏幕拾取，就不用手　到输入坐标，而且测定的数据自动绘出图形后，用户可以　通过控制点作为直观的参照，加以检核。　３．３电子平板测站设置移动鼠标至屏幕右侧菜单区　之“电子平板”项处，按左键，在弹出的对话框中（如图１所　示），选择采集的坐标数据存储的文件名（用户可以建立一　个记事本文件，然后将此文件的扩展名改成“ｄａｔ”即可），

对数字测图技术在测绘中应用的探讨

摘要: 介绍了数字化测图的原理和数字化地形图成果的优点, 概述了数字化测图技术的一般工作流程和作业模式, 展望了今后数字化测图的发展方向, 以满足地形图测绘的需求。

关键词: 数字化测图技术；地形图测绘；

0 引言

地形图测绘是为城市、矿区以及为各种工程提供不同比例尺的地形图, 以满足城镇规划和各种经济建设的需要。数字化地形图测绘则是利用全站仪、GPS-RT

K 定位技术、静态GPS 全球定位系统以及计算机图形技术等设备直接获取描述地形图实体的空间位置和形状所必需的点的坐标及其连接方式, 并记下地形图实体的地理属性, 经计算机转换和处理后自动形成数字地形图的数据集合, 以数字形式存储在计算机硬盘上( 或其他存储介质) 或显示在计算机屏幕上, 需要时由绘图仪输出成通用的纸质图以供使用。

1 数字化地形图测绘技术的优点

1.1 数字地形图测绘比传统的地形图精度高

传统的测图技术以光学仪器和视距测量方法为基础, 且控制测量采用从整体到局部, 分级布设的原则, 等级过多将造成精度损失。手工绘图的精度很难高于图上0. 2 mm, 以1:500 比例尺地形图为例, 则相当于实际距离的10 cm。在野外利用全站仪测量, 按目前的技术, 地物点相对与邻近控制点的位置, 精度则不超过5 cm。同时在测图中由于控制层次相对减少和避免了图纸变形的影响, 数字成图精度比传统的成图精度要高许多。

1.2 测绘过程自动化程度高, 劳动强度小, 工作效率高

在传统的测图技术中, 地形图必须在野外手工绘制。数字化测图技术将成图这一繁琐的工作转到室内, 在计算机上以人机交换的方式绘制, 部分工作由计算机自动完成。另外利用全站仪进行碎部点观测时可在很大范围内进行, 从而减少了搬站工作。观测数据由全站仪自带芯片存储, 测量记载工作量也大大减少, 所有这些都减轻了测绘人员劳动强度, 提高了测绘工作效率。