全站仪和GPS-RTK在地形测量中的联合应用.docx

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1、题目：全站仪和GPS-RTK在地形测量中的联合应用专业：测绘工程【摘要】在测量的技术不断发展进步的条件下，全站仪与RTK的技术巳慢慢地取代传统测量工具在地形测量方面的地位并得到广泛测量人员的认可。在地形测量技术不断发展今天，全站仪与RTK凭借着各自的技术将点，通过相互弥补不足之处能够对各种地形环境进行测图。本文通过对全站仪和RTK各自的原理、组成和工作方法进行介绍，并在地形测量过程中把两者有效的年合起来。从图根控制测量到碎部测量的过程。结合地形忖点通过分析其作业流程和影响因素最后绘制出数字地形图，最终证明全站仪和GpS-RTK技术在实际地形测量的应用，体现出联合测量技术的方便、快捷、高效等优点

2、。【关健询】全站仪;GPS-RTK;地形测量;数字测图目录1 .引言11.1 课题研究的背景11.2 地形测量的定义11.3 地形测量的现状11. 4关于地形测量使用中全站仪与GPS-RTK联合测量技术的意义12.全站仪的系统组成和相关事项说明12.1 全站仪的定义12. 2全站仪技术的原理12. 3全站仪使用注意事项23. GPS-RTK系统的组成和工作原理21.1 1GPS系统组成21.2 RTK技术的定义31.3 RTK测量系统的组成31.4 RTK技术的工作原理错误!未定义书签。4 .全站仪和RTK的技术特点和在数字化地形测图中的优缺点比较34.1 全站仪的技术特点34.2 RTK的技

3、术特点35 .具体项目技术方案45.1 测量前准备45.2 2测量精度要求及坐标系统45.3 仪器配备及人员安排45.4 4外业施测45.5 内业数据处理46 .地形测量数字化测图实例分析51. 1测区概况56. 2项目引用标准和作业依据57. 3控制测量58. 4碎部测量69. 5内业处理87 .总结10致谢语11参考文献111.引言11课题研究的背景科学进步发展总是给人更好的生活工作体验。就测量工具而言，由早先的小平板仪、大平板仪、经纬仪、水准仪、测距仪发展到全站仪、GPS-RTK,测图的方法也由当初的手工测图转变为如今普遍采用的数字测图。现代化测量工具相对于传统测量工具而言。具有效率更高

4、、精度更高，测量条件的限制也没传统测量那么严格。数字测图较手工测图更为直接、快捷。12地形测量的定义：地形测量主要是对工程所在地的地层、地貌、岩石、水文、构造等地质情况进行调查，用剖面图或平面图的形式反应各种地形、地质的形象，为工程建设的设计规划与建设提供有用的参数信息，将测定并经过数据分析处理后地标高低起伏形态、地物特征平面位置、高程，之后按照一定比例尺绘制于图纸上的，为城市、矿区以及各种工程建设提供服务，以满足城镇规划、矿山开采以的及各种经济建设需要1I1.3 地形测量的现状虽然当前全站仪和GPS-RTK广泛应用于地形测量，但是某些地形条件较为复杂的测区范围内，由于现在的全站仪和GPS-R

5、TK各自缺陷，单一的使用全站仪或者GPS-RTK进行地形测量并不能满足一些测量的需要，在使用全站仪测量地形图时候，必须要输入控制点的坐标设置测站和定后视，每次的设站都需要输入站点和后视点的坐标或者从直接全站仪中调取坐标数据，在类似操场这样空旷的测区用用全站仪进行外业测量时则会耗时耗力，迫使加大工作量，并且在天黑之后，由于光线太暗两个测站之间不能相互看到,其测量精度会受到影响；GPS-RTK在高压线、高大建筑物、树下等地方,不容易收到信号或者由于其他原因接收不到卫星信号，这样则会使测量效率、数据精度等受到影响。因此在某些复杂的测量范围内，只有使用全站仪与RTK进行联合测量，才可以更好的完成工作。

6、1.4 地形测量使用中全站仪与GPS-RTK的联合测量的技术意义通过对全站仪与RTK技术的了解，RTK具有作业自动化、集成度高，操作简单快捷等特点方便记录测量，RTK的技术不要求两点间通视的，且定位的精度高，数据的安全可靠，没有误差积累的，在一般地形地势下，高质量RTK设站一次的测量范围为15km半径以内的，很大的程度上减少了传统的测量所需控制点数量和测量仪器“搬站”次数的，仅需一人操作，操作简便、数据处理功能力强。为保证地形测量工作高质量、高精度、快速、高效的进行，采用全站仪与GPS-RTK两个结合使用，在某些较为复杂的测区中，使得两者在测量过程中充分发挥其各自的优势，因此本次课题研究为，如

7、果把两者结合起来，可实现优势互补，在追求测量工作高质量、高精度、快速、高效的进行等各方面因素中起到很好的作用。2.全站仪的系统组成和工作原理2.1 全站仪的定义全站仪：即全站型的电子测距仪(ElectronicTotalStation),是一种集光、机、电为一体高技术的测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体测绘仪器的系统tnO2.2全站仪技术的原理全站仪的系统是一种集光、机、电为一体新型测角仪器，与光学的经纬仪比较电子的经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘的，将人工的光学测微读数代之以自动记录的和显示读数的，使测角的操作简单化，并且可避免读数误差产生。电子的经纬仪自动

8、记录、储存、计算的功能外，还有数据通讯的功能，进一步的提高了测量作业自动化程度的。2.3全站仪使用注意事项：（1）全站仪的装卸时，操作人需要握住提手的，将其取出或装入仪器箱的时候，不可握住显示单元下部，要握住仪器的提手和底座。（2）如果握住仪器镜筒，则会影响全站仪内部的固定零件，从而降低仪器的精度。可以握住全站仪的基座部分，或双手握住望远镜的支架下部。（3）测量时需要避免阳光的直接照射，以免影响全站仪的观测精度。（4）在人流量较多的测量环境下，全站仪需要有专人在旁守护。以免行人触碰。（5）当仪器架设在光滑的表面时，一定要避免脚架滑倒。（6）当全站仪假设在三脚架上的时候，最好使用木制的三脚架，以

9、免全站仪的测量精度受到影响。（7）测站距离较近的情况下，搬站的时候可将仪器连同三脚架一起靠在肩上，不过全站仪的整体要尽量的保持直立。（8）在搬站的时候，需要优先检查的全站仪与脚架连接是否牢固，可以把制动的螺旋稍微拧紧，以避免全站仪晃动。3.GPS-RTK技术的原理3.IGPS系统组成GPS的系统是由空间星座的部分、地面监控的部分和用户设备的部分这三部分构成，如图3-1所示：GPS卫星系统组成统的组成图3-1GPS系部分3.2 RTK技术的定义RTK的技术就是差分的技术中载波相位的差分技术,是实时处理的两个测站的载波相位观测量差分的方法。即将一台GPS接收机安装完成后对GPS卫星进行观测，将采集

10、载波相位的观测量调制到基准站电台载波上，再通过基准站的电台发射出去的。3. 4RTK测量系统的组成一个完整的RTkGPS测量系统中至少拥有两台或多台GPS的接收机，其中一台设为基准站的，另外一台或多台的GPS则分别设于移动站的，并且每台的流动站配备一台手簿。基准站的测区应设在测区内较高点上的。基准站作用是采集各种的观测值,并经由数据链实时的发送给移动站的r,oRTK的测量软件系统，实时的动态测量软件系统应具备的基本功能为：整周的未知数快速的解算、实时的解算用户站在WGS-84的坐标系中的三维坐标、进行坐标系统的转换、求解坐标系之间转换的参数、解算结果的质量分析与评价、作业模式的选择与转换、测量

11、的结果显示与绘图的成图输出。3.3 RTK的工作原理RTK的工作原理是在两台接收机之间加上一套无线电通信系统，加上一套无线电通信系统之后可以使原本两台相对独立的接收机连成一个有机的整体；基准站把接收到的伪距、载波相位观测值和基准站的一些信息（如基准站的坐标和天线高等）都通过通信系统传送到流动站；流动站在接收卫星信号的同时，也接收基准站传送来的数据并进行处理：将基准站的载波信号与自身接收到的载波信号进行差分处理，即可实时求解出两站间的基线向量，同时输入相应的坐标，转换参数和投影参数，即可求得实用的未知点坐标”，4.全站仪和RTK的技术特点和在数字化地形测图中的优缺点比较4.1 全站仪的技术特点：

12、4. 1.1优点：（1）全站仪有固定三脚架作为支架，测量过程稳定。（2）不需要接收卫星信号，所以不受树下、高大建筑等遮挡物以及星信号等因素影响。（3）全站仪使用灵活，任何地方都可以摆设，不受天气的影响。（4）全站仪在数字测图中的精度相对较高。5. 1.2缺点：（1）全站仪过于笨重，携带性不高。并且需要配合脚架、棱镜实用。（2）测站之间需要通视，对于有障碍物遮挡的地方就会受到约束。（3）测程短，在使用全站仪无棱镜功能时，全站仪的射程将会受到极大的限制。（4）全站仪的摆设麻烦，而且一般测量都需要定向，耗费人力、时间。（5）全站仪操作麻烦，数据采集也相对较繁琐，需要多人配合。6. 2RTK的技术特点

13、7. 2.1优点：（1）采用RTK技术进行测量时,不要求通视，便可直接进行测量。（2）全天候的作业、不会受到常规多个技术的条件限制的【。（3）测量简易，只需要一个人单独就可以完成相关的测量工作。（4）地形测量时，不需要定向，只需要连接相关网络和蓝牙就可直接采集数据，节约大量人力物力。（5）所测的位置可以很直观的在屏幕上显示。8. 2.2缺点：（1）受天气，信号影响大，尤其是在阴雨天气、云层较厚的时候，接收的信号容易受到影响。（2）在有手机、汽车或者其他信号干扰的时候也会受到影响。（3）在江河湖泊、平静的水面时以及有玻璃等反射物时会引起多路径效应，影响接收信号。（4）在城市大比例尺数字化测图中，

14、信号容易被建筑物、树木等障碍物遮挡，使得RTK仪器在使用的过程中受到约束。9. 具体项目技术方案9.1 测量前准备在外业测量开始之前，先将甲方提供的相关数据资料在电脑上进行整理。根据实际勘测的需要，将整理好的数据传输到外业测量的手簿里，方便外业测量时调用，以提高外业数据采集的效率。9.2 测量精度要求及坐标系统根据工程项目的需要，要求平面点位中误差W3cm,高程中误差W5cu本次测区采用“西安80坐标系统，高程系统采用1985国家高程基准”。9.3 仪器配备及人员安排仪器准备：中海达RTK基准站1台，中海达RTK移动站2台，全站仪一台，棱镜两个，三脚架两个，钢尺一把。人员安排：测量员5人一组，

15、绘量员1人，记录员1人，立棱镜2人，轮流作业。9.4 外业施测首先将基站架设在楼顶,用移动站在测区范围内采集分布均匀的2个或2个以上控制点的84坐标,然后再输入龙岩新罗区的当地坐标，进行点校正，然后进行拟合，解算出转换参数，点校正完成后为了保证精度，通常要采集其他控制点的坐标，然后将采集的坐标与该控制点的原坐标进行对比，在精度范围之内，即可进行外业操作（反之要重新进行点校正）11,1O在进行外业的时候，首先将甲方提供的曲线要素做成相关文件传输到手簿里，一般只要通过在手簿上调用文件，在可进行地形测量，点的放样也可以进行。9.5 内业数据处理在测量过程开始时，一般以当天日期十字母为文件名，待当天外业工作完成后，立即导出数据，并用“dat”格式保存，传输成功后要是当天有错误数据应立即处理，以免绘图时出错，否则成图以后在进行处理会很麻烦，也会导致图形整体不美观。画图时切记要按规划设计书要求去做，以免造成不必要的麻烦，当天的内业尽量在当天完成，防止隔天或者更长时间在绘图时忘记，从而使成图出现错误。成图后对整体图形进行稍加修改，以保持整体的美观（植被被符号和高程成梅花状、图框、归层等等）。9.6 注意事项在测量过程中，选择最方便可靠的点