gpsrtk與全站儀在地形圖測繪中的聯(lián)合應(yīng)用

1、6 2東晨 斜技 2 0 1 0 年 第6 期G P SR T K與全 站儀 在地 形 圖測繪 中的聯(lián)合 應(yīng) 用王艷榮， 薛麗芳， 高明娟( 中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科 學(xué)學(xué)院， 江蘇 徐州 2 2 1 1 1 6 )摘 要 在地形 圖測繪 中， 單獨(dú)的全站儀或 G P SR T K系統(tǒng)都無法在工作效率和作業(yè)精度 上同時(shí)滿足 需要。本文結(jié)合全站儀和 G P SR T K系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)， 著重?cái)⑹?了兩者的聯(lián)合應(yīng)用。這使測量工作節(jié) 時(shí)省力，

2、 提高 了工作效 率和地形圖的精度， 推動地形 圖測繪邁向一個(gè)新階段。關(guān)鍵詞 地形 圖測繪 全站儀 G P SR T K 聯(lián)合應(yīng)用中圖分類號 P 2 1 7文獻(xiàn)標(biāo)識碼 BT h ej o i n ta p p l i c a t i o no fGP SR T K a n dt o t a ls t at i o ni nt e r r a i nma p p i n gWa n gY a n r o r ~， X u eL i f

3、a n g ， G a oMi n g j u a n( S c h o o lo fR e s o u r c ea ndE a r t hS ci e n c e s ， C h i n aU n i v e r s i t yo fMi n i n g＆T e c h n o l o g y ， X u z h o u ， 2 2 1 1 1 6 )A b s t r a c tI nt h et o p o g r a p h

4、i cm a p so ft h eS u r v e y i n g ． i n d i v i d u a lt o t a ls t a t i o no rG P SR T Ks y s t e msa r eu n a b l et ome e tt h en e e d so f e f i c i e n c ya n dp r e c i s i o no f o p e r a t i o n sa tt h e~

5、 l n l et i m e ．A c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c e ， t h i sa r t i c lei n t r o d u c e st h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so f t heG P Ss y s t e msa n dt o t a ls t a t i o n s ．W h a ti sm

6、 o r e ， t h i sa r t i c l ei sf o c u s e do nt h ej o i n ta p p l i c a t i o no fb o t h ． A n dt h i sc a ns a v es u r v e yt i m ea n dm a n p o w e r ， a n di ta l s oc a ni m p r o v et h ee f i c i e n c y a n

7、 da c c u r a c yo f t o p o g r a p h i cma p s ． S ot h et o p o g r a p h i cma p so f t heS u r v e y i n gi sp r o mo t e d t o wa r d san e w s t a g e ．Ke ywo r d st e r r a i nma p p i n g ； t o t a ls t a t i o

8、 n ；G P SR T K； j o i n ta p p l i c a t i o n自從全站儀 和 G P S系統(tǒng)應(yīng)用 于地形測 量 以來 ， 地 形 圖測繪取得了飛速 的發(fā) 展。全 站儀具 有速 度快 、 精 度高 、 勞動強(qiáng)度低 等優(yōu)點(diǎn) ， 但在光 線較弱 ， 測點(diǎn) 間無通 視等情況下 ， 其 測量精 度會受 到影響 ； 而 G P S可 全球 性 、 全天候 用于測 量 ， 且 無需測點(diǎn) 間通視 ， 但其在 大功 率無線電

9、 發(fā)射源或高壓線、 高大建筑物、 樹下時(shí)， 就很 難接收到衛(wèi)星和無線 電信 號 ， 也就無法 進(jìn)行 測量。用 G P S與全站儀聯(lián)合測圖 ， 上述 弊端就可 以克服。在欒城縣地形圖測繪過程 中 ， 就采用 了 G P S和全 站儀 的聯(lián)合應(yīng)用 。即在 進(jìn)行地形 測量時(shí) ， 空曠地 區(qū)的 } 收稿 日期： 2 0 1 0 一 D 5 — 1 4作者簡介： 王艷榮 ( 1 9 8 5 一) ， 女， 漢族 ， 河 北唐 山人 ， 現(xiàn) 就讀

10、于中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院 ， 為 o 9 級地圖學(xué) 與地理信息系統(tǒng)專 業(yè)碩士研究生。地形 、 地物用 G P SR T K測量 ； 村莊 內(nèi)的建 筑物、 構(gòu)筑物 用 R T K定時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo) ， 然后用 全站儀測 量 。1測 區(qū)概 況 本測區(qū)位 于欒 城縣 城 北八 里 莊村 和 3 0 8國道 以西 ， 衡井公路 以北 ， 京珠 高速公 路 以東 ， 北 至蘇邱村 至 乏馬村村級公路北 2 0 0 m， 共約 4

11、k m。測區(qū)中包含居 民 地 、 農(nóng) 田， 其 中農(nóng) 田中有 玉米等 高桿作物 以及樹木 等 ，通視條件差。若單純的只使用全站儀進(jìn)行測量， 工作 效率低 ， 因此采用 G P SR T K和全站儀的聯(lián)合 ， 可以確保高質(zhì)量、 高效率的完成任務(wù)。2G P SR T K與 全站儀聯(lián) 合數(shù)據(jù) 采集 存 中) 。M O D E M初始化完成后 ， 從 指示燈會 常 O N ， 代 表 MO D E M 已經(jīng)為 自動應(yīng)答狀態(tài) 。④將 M O D

12、E M與轉(zhuǎn)換器和 P L C正確連接后 ， M O ·D E M 的 從 、 T R 、 MR均為常 O N狀態(tài) 。5WP L S o R軟件操 作 ( 1 ) 選擇【 設(shè)置】 【 通訊設(shè)置】 將通訊端口 設(shè)定為與M O D E M通訊 的端 口， 內(nèi)置貓一般 默認(rèn)為 C O M 3 ， P C帶 R S 2 3 2 C串 口的一般默認(rèn) 為 C O M1 。當(dāng)通訊線路質(zhì)量較差時(shí)， 可適當(dāng)增大“ 傳輸錯(cuò)誤 自動詢問次數(shù)” 與“

13、自動詢問時(shí)間間隔” ， 一般情況下建 議均設(shè)置為 1 0 。( 2 ) 選擇【 設(shè)置】 【 調(diào)制解調(diào)器聯(lián)機(jī)】 來進(jìn)行遠(yuǎn)程撥 號。寫入 P L C側(cè) M O D E M插 入電話線 的 電話 號碼 ， 有 分機(jī) 的寫入分機(jī) 號 ， 點(diǎn)擊 “ 撥號 ” 直 至出現(xiàn) 提示調(diào)制解 調(diào)器連接成功的對話框 ， 這時(shí)可按 軟件正常操作 進(jìn)行 程序的上下載， 運(yùn)行、 停止等操作。如果出現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器連接成功， 但是無法對 P L C進(jìn)行程序的上下載， 運(yùn)

14、行、 停止等操作時(shí)， 最大的可能 性為沒有對 M O D E M初始化成功。請?jiān)僦貜?fù)上面所講 的初始化 MO D E M 的步驟。2 0 1 0 年 第6 期專 娃差 科技 6 3在地形測量 中 ， 為 了防止 測量誤 差積累 ， 必須遵 循 “ 從 整體到局部 ” 、 “ 先控制后 碎 部 ” 的原則 ， 即先 在測 區(qū)內(nèi)建立 測量控制 網(wǎng)， 然后根 據(jù)控制 網(wǎng)進(jìn)行測 量。2 ． 1測 區(qū)控制 測量 本測 區(qū)平面坐標(biāo) 采用欒城 城市

15、 坐標(biāo) 系 ， 在測 區(qū)利 用 G P S ‘ 布設(shè)一級 導(dǎo)線 網(wǎng)。一 級 G P s控制 網(wǎng)起 算 于 四 等導(dǎo)線點(diǎn) ， 分別是 I V北十里 鋪 、 I V石墨廠 、 I V大裴村 。為了方便測 圖， 根據(jù)三個(gè) 已知 點(diǎn)均勻 布設(shè) G P S 控 制點(diǎn) 2 6 個(gè) ， 用 四等水準(zhǔn)進(jìn)行高程聯(lián) 測。一級 G P S控制 網(wǎng)嚴(yán) 格按照規(guī)范要求進(jìn)行 布設(shè) 和實(shí)測 ， 并且 盡量 每個(gè) 點(diǎn)位 兼顧兩個(gè)方向的通視 ， 以便全站儀的測量。G P

16、 SR T K的操作 如下 ：(基 準(zhǔn)站設(shè) 置 ： 在 任意 選定 的點(diǎn) 位上 架設(shè) 好 儀 器后 ， 用 手簿啟 動基準(zhǔn)站接收機(jī) ， 設(shè)置基 準(zhǔn)站各項(xiàng) 配置 參數(shù)( 由于基 準(zhǔn)站 是未知 點(diǎn) ， 手簿 中建 立 的坐標(biāo) 系 為 WG S 8 4坐標(biāo) 系統(tǒng) ， 無投 影、 無 轉(zhuǎn)換 ) ， 并輸 入基 準(zhǔn) 站 的 天線高， 將基準(zhǔn)站的坐標(biāo)通過單點(diǎn)定位測量出來后存 儲于所建立 的任務(wù)中 ， 再進(jìn)行無線 電臺的連接 ， 當(dāng)無線 電連接上后

17、， 即可將手簿從基站接收機(jī)上分 離 ， 至此基 站設(shè)置啟 動完成 。( 2 ) 流動站 設(shè)置 ： 連接好 流 動站 接收 機(jī) 、 天線 、 測 桿后 ， 用手簿開啟 接收機(jī) ， 先進(jìn)行 測量 類型 、 電 臺的配 置 ， 使其與基站無線 電連接 ， 輸 人流動 站的 天線高 ， 輸 入觀測時(shí)間、 次數(shù) ， 設(shè)置機(jī)內(nèi)精度， 施測， 獲得數(shù)據(jù)。2 ． 2 碎 部測 量 2 ． 2 ． 1圖根控 制測量 本測 區(qū)圖根控制 采用 G P S—R

18、 T K方法 布設(shè) ， 基 準(zhǔn) 站設(shè)在測 區(qū)中心 的控制點(diǎn) F G 1 5 點(diǎn) 上 ， 流動站邊長均不 超過 3 k i n 。共 布設(shè)圖根點(diǎn) 1 7 4個(gè)， 密度合理、 布設(shè)均 勻 ， 完全滿足測 圖需 要。2 ． 2 ． 2 地形 圖測繪 利用 R T K進(jìn)行地形 圖測量 時(shí)， 在一個(gè) 已知 G P S控 制點(diǎn)上安置好 基準(zhǔn)站 ， 然后 根據(jù)其 它 已知點(diǎn)求 定轉(zhuǎn)換 參數(shù)后 ， 流動站 即可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在采集過程 中， 遇 到高大

19、建筑物、 高壓線、 高大樹木時(shí) ， G P S 信號會受到 干擾， 影響測量精度， 此時(shí)， 需要用全站儀進(jìn)行測量。全站儀的操作如下： 將全站儀置于圖根導(dǎo)線點(diǎn)上 設(shè)站、 定向、 檢查， 施測碎部點(diǎn)坐標(biāo)和高程點(diǎn) ， 利用全站 儀 內(nèi)部存儲器記錄觀測數(shù)據(jù) 、 野外繪制 草圖、 記錄觀測 點(diǎn)號和相應(yīng)地物 。在數(shù)據(jù)的聯(lián)合采集過程中， 充分利用 了 R T K的優(yōu) 勢又利用了全站儀的優(yōu)勢， 彌補(bǔ)了二者的不足。利用 R T K進(jìn)行道路 ， 獨(dú)立地物，

20、 地類界以及高程點(diǎn)的測量，對于 R T K信號比較弱的地區(qū)， 如高大建筑物、 高壓線，高大樹 木等 ， 利用 全站儀 在首級 G P S控 制點(diǎn) 和加密 的 圖根點(diǎn)上進(jìn)行測量。這樣就避免 了同一 地方的返工 問 題 ， 而且還提高了測量效率和測圖的質(zhì)量。2 ． 3內(nèi)業(yè)成 圖用 R T K軟件把 所測碎 部 點(diǎn)和全 站儀 記 錄 的數(shù) 據(jù) 傳輸至計(jì)算機(jī) ， 將數(shù)據(jù)格式 轉(zhuǎn)換為 開思 軟件數(shù)據(jù)格式 。并在開思軟件 中展繪 ， 對應(yīng) 草圖繪制

21、數(shù)字化地形圖 。3 成果 分析 為 了檢 驗(yàn) R T K圖根點(diǎn)實(shí)際精度 ， 同時(shí)也為 了檢驗(yàn) 測量是否有誤， R T K測量結(jié)束后， 應(yīng)用全站儀對部分通 視圖根點(diǎn)間的相對位 置關(guān) 系進(jìn)行 了實(shí)測檢查 。根據(jù)導(dǎo) 線測量成果 和 R T K結(jié)果 的較差 ， 可算 出圖根點(diǎn)相對 于 相鄰點(diǎn)點(diǎn)位 中誤差 和高程 中誤差 ， 見表 1 。根據(jù)表 1的 數(shù)據(jù)可算 出圖根點(diǎn)點(diǎn)位 中誤差 為 5 ． 9 6 c m， 高程 中誤差 為 4 ． 7 1

22、e m， 分別 小于預(yù)設(shè)精度 ±1 0 c m， 也小于《 地形測 量規(guī)范》 規(guī)定值 ± 2 0 c m ， 完全符合圖根控制和碎部點(diǎn) 精度要求。表 1圖根點(diǎn)與導(dǎo)線點(diǎn)精度對比分析 表 坐標(biāo)較差( e m )點(diǎn)位較差 高程較差 點(diǎn)號 d xd y( c m)( c m )l+O ． 8—1 ． 21 ． 4+1 ． 22+1 ． 5+2． 32． 7+O． 83—1 ． O+1 ． 51 ． 8+ 2 ． 34+1

23、 ． 2+2． 22 ． 5+1 ． 95一1 ． 6+1 ． 62 ． 3+2． 26—2． 4+ 1 ． 32． 7一O ． 77+1 ． 8—0． 92． O一2 ． 58+2． 1+1 ． 72． 7—3 ． 09+O． 9+1 ． 41 ． 7+2 ． 4 l 0+1 ． 5+2 ． 52． 9+1 ． 8l l—1 ． 4+1 ． 21 ． 8—2 ． 21 2—0 ． 9+ 2 ． 32 ． 5—2 ． 31 3+2 ．

24、5+1 ． 12 ． 7+1 ． 51 4+ 1 ． 7—2． 32 ． 9+3． 31 5—2 ． 8+1 ． 63 ． 2+2． 64 結(jié) 論 本文通過 G P SR T K與全 站儀 在地形 圖測繪 中的 聯(lián)合應(yīng)用， 避免了單純使用全站儀容易受地形、 天氣、季節(jié)等因素的影響和 R T K接收的信號受外界干擾 的問題， 使其優(yōu)勢互補(bǔ) ， 不僅在作業(yè)精度上滿足了要求 ，而且提高了工作效率。參考文獻(xiàn) ：[ 1 】 李秀江． 測量學(xué)[ M