GNSS-RTK测量和全站仪测量技术在数字化测图中的应用

杨洪国,焦守豪,张传伟,江一博,郭 超

（青岛农业大学,山东 青岛 266109）

1 概述

数字化测图的方法有全站仪数字测图、基于GNSS的数字测图和数字摄影测量和遥感等几种方法。全站仪数字化测图是工程大比例尺地形测绘的主要方法，GNSS-RTK数字测图技术类似全站仪数字测图，只是利用GNSS-RTK系统代替全站仪，这两种方法适用于小范围的地形测图。大范围的地形测图以及大型工程建设场地测绘等，可以利用航摄影像、高分辨率卫星遥感影像、机载激光扫描测绘系统或使用轻型飞机摄取影像，使用数字摄影测量或遥感图像处理系统生成大比例尺DLGDOMDEM及三维景观模型。

2 全站仪测量技术

全站仪数字测图的模式，目前主要有以下两种：

（1）电子平板模式，电子平板与全站仪通过数据线连接在一起，全站仪把观测数据采集的同时传输到电子平板，实时生成数字地图，实现“所见即所测、所见即所得”。所以，在野外工作时，不需要绘制草图。该模式具有操作起来比较方便，画出的图形直观，能够实时检查，准确性高等优点。

（2）草图模式，该模式使用全站仪内存或者把全站仪和电子手薄相连储存碎部点数据，数据记录时按照一定的编码方式。同时，野在外现场绘制工作草图，工作草图上记录地形要素的名称，碎部点的点号以及点号之间的连接关系，作为室内成图的依据。外业测量结束后，把观测的碎部点数据通过绘图软件显示在计算机屏幕上，根据野外绘制的草图，采用人机交互方式连接相应的碎部点，输入图形的信息码，从而生成地形图。所以，该模式操作过程非常简单，对野外所观测的碎部点数据直接存储，纠错能力强，如果野外测站点坐标和后视点坐标输入错误，可通过绘图软件的测站校正等措施进行纠错处理。

3 GNSS-RTK测量技术

GNSS-RTK测量包括临时基站RTK测量和网络RTK测量。临时基站RTK测量主要由基准站、流动站和中继站电台组成。

（1）基准站主要包括双频GNSS接收机、发射电台及天线和电子手簿。野外工作时基准站的选择非常重要，对观测数据以及无线电传播影响较大。基准站的设置包括项目管理、电台频率选择、RTK工作方式、坐标输入及基准站启动等。（2）流动站主要包括双频GNSS接收机及天线和电子手簿。流动站GNSS的设置包括项目管理、频率选择、坐标的输入、流动站启动及测量地形点等。（3）中继站电台，因为工作环境的复杂多样性，在基准站和流动站之间通常会有障碍物对电台信号的影响，设立中继站电台能起到良好的补救作用。（4）GNSS定位中，误差主要来自以下三个方面：第一是卫星的误差，主要包括卫星钟差和卫星轨道偏差。第二是信号传播的误差，包括电离层折射、对流层折射和多路径效应的误差，信号频率和传播路径上的电子总量是电离层折射主要因素；干分量和湿分量是影响对流层折射的两个因素；多路径效应的误差是接收机天线除了接收到GNSS卫星发射的信号以外，还能接收到周围建筑物、水面等其它物体反射的干扰信号。第三是接收设备的误差，测站位置、接收机钟差、天线相位中心误差是主要影响因素。

4 工程应用

测区在青岛市北部某校区，东经120°23＇，北纬36°19´附近，北邻二〇四国道，交通方便，气候宜人，约0.7平方公里。地势平坦，属于建筑区，困难类别Ⅰ级。平面控制测量利用已有四个二级GNSS点作为首级控制点，用GNSS-RTK作图根控制点40个。图根点的精度，相对于临近等级控制点的点位中误差小于0.05m。高程控制测量采用水准测量的方法，高程中误差小于0.05m。野外数字采集使用GNSSRTK测量方法和全站仪测量方法。在广场、体育场等平坦开阔无遮挡的地方采用GNSS-RTK测量方法。在办公区、科教园等高大建筑区及树木遮盖比较严密的地方采用全站仪测量方法。地物测绘主要包括居民地、独立地物、道路、管线与垣栅、水系、植被与土质等要素。地貌测绘主要测绘坡度变化处。该测区的部分地形图如下：

5 结论

在进行GNSS-RTK测量时，基准站要远离各种强电磁干扰源，周围无大面积信号反射体。电台天线安置在离基站2米以上并且放置在高处。在高大建筑物和建筑物密集区，数据链传输收到限制和影响，可以采用全站仪采集数据。两者联合作业，提高了数字化测图的效率。

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