全站仪和GPS-RTK配合在道路测量中应用研究

以前的道路测量工作效率非常低、工作进度慢，并且需要花费巨大的财力人力才能完整的测量出来获得比较理想的数据。然而将GPS测绘定位技术应用于道路测量，则极大地帮助了测量人更加有效的测量数据。用全站仪和GPS-RTK相结合的测量方式既能有效的节约时间，测量精度又高，而且也便于以后的数据保存与管理的工作。这两种测量方式相结合，可以优劣势互补。如果仅仅用全站仪进行测量，就必须投入大量时间、人力、财力;如果仅仅用RTK-GPS测量，虽然可以省去大量的财力、人力，但由于其卫星和无线电信号的局限性，它在遇到树木或者高大建筑物的时候就无法进行有效的测量了。本文结合本人的实地道路测量经验，简单谈谈全站仪和GPS-RTK在道路测量中应用研究。

1 GPS-RTK

由于GPS-RTK具有全天候、测量时间短、高精度的定位以及全天候的特点，而全站仪具有速度快、自身轻便、而且测量精确度高等优点。他们有些极其理想的使用前程。在地形图测绘中，能够极大地减少测量人的劳动强度，并且提高测量的效率。成图数字化由于其简单易学、快速精准的特点在工程测量中占据着更加明显的优势，并且成图数字化能够减轻手工制图的繁琐。

1.1 GPS-RTK的原理

RTK实时动态测量系统包含了计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS测量定位技术几个方面。RTK具有定位精度高、全天候作业以及测量时间短等特点。它是GPS测量技术发展中的一个新的突破口。它主要是由实时数据传输部分、实时数据处理部分以及信号接收部分这三部分来构成。测量的时候应该根据相对定论定理，将一台接收机设置在几个已知的点上，其它的接收机放在待测点上，再给出待测点的坐标以及实测精度，一旦实测精度符合标准，该点的三维坐标以及精度便可以保存下来。GPS-RTK硬件主要包括基准站和流动站两部分，其数据流程图见图1所示。

图1 数据流程图

1.2 GPS-RTK广泛应用于工程测量中

将接收到的卫星号准确及时地发送给用户。及时的测量出待测点的坐标、高程以及实测精度。

(1)实施步骤如下:

新建一个项目，输入参数;

把基准站架设置在选定的控制点上，设置基准站;

设置流动站;

④进行实际工作、测量等。

(2)注意事项:

在作业应该对电瓶电量进行严格的检查，防止在工作中出现电量不多的情况;

架设基准站时要考虑电台的信号可能覆盖到整个测量区域;

在做控制点测量时，一定要保持中和水平，控制点联测的精确度对测量结果的影响很大

GPS创新技术处于领先位置，它可以进行数据采集，投影计算，点位调整，偏放样，直线与偏心，曲线与偏心，存储偏心点等，并且大大的简化了日常的测量工作。在工程测量和放样工作中尤其适用。

2 GPS-RTK和全站仪相配合测图实例

2.1 工程概况、测量设备和内容

在某市的道路测量中，对该路段进行全程3km的高程控制、地形测量，并且数字化建模成图。根据待测的地形特点，我们投入3台各类型级别的全站仪，多套地形测量成图软件以及南方GPS接收机。

2.2 RTK与全站仪细部的测量

在这个工程中主干线均能够采用RTK技术获得所需要的点，针对一些细微的干扰，比如树木遮挡，这些都会使得RTK测量精度大大降低，因此在定点时，必须考虑好干扰因素，选择干扰比较小的地方定两到三个点，同时作为一组一组的控制点，这几个点之间必须要有相互两点通视。在这之后，全站仪可以架设在这些点上，用极坐标的方法来采集碎部点。

2.3 全站仪以及其特点

在用全站仪的测量过程中，数据可以存储和计算，并且可以与计算机直接进行数据的交换。全站仪的技术简化了日常测量工作的繁琐，尤其适用于放样工作中和工程测量，可以进行高程测量、高差测量、对边测量、放样测量以及测量水平角和垂直角。在实际的测量操作中，操作也十分简单，只需按所需测量使用的软件按钮就行了。在野外测量使用全站仪的过程中，全站仪的许多优点也体现出来了:(1)作业效率高。它的自动读数功能极大地提高了测量的速度和工作效率。(2)能够自动校正。只需要按照说明书就可以进行轴系误差校正。(3)自动读数。在实践操作时，只需要工作人员照准棱镜它就可以进行自动读数和测量，如此的不可思议。

2.4 GPS-RTK和全站仪实际应用的对比和精度分析

RTK在测量时不存在误差积累的问题，它的测点精度基本上可以满足碎部测量的要求，但由于它的高程精度不是很稳定，可能甚至会使得结果出现非常明显的偏差。但是如果是运用全站仪进行测量，出现偏差的现象是不会出现的，这种结果是可信的，但是在用RTK测量时应该注意和周围所测得相邻点校核。因此将全站仪测量方法和RTK测量放样相结合可以极大地缩小测量结果的误差，提高测量成果准确度。从效率的角度来考虑的话，用RTK这种方式来测量的话只需要少数的控制点，因此就不需要多次进行站点一个基准站数据链可以控制周围十几公里的测量范围，基本上节约了经常搬迁站点的时间。另一个方面，RTK测量投入的人员，一般一组只需要1至2人，而全站仪一组需要分配3至5人，RTK测量尤其是地形测量方面更能发挥其优势。因此利用RTK技术来进行碎部测量可以提高外业测量的效率，并且减少现场成本的开支。

3 总结

就像硬币一样，每个事物都具有两面性，GPS—RTK测量系统与全站仪相比也同样如此，有着各自的优劣，但相比之下，GPS作业是更方便更适合公路广泛应用的。GPS测量精度高，不会受到诸如环境和距离等因素的限制，在地形条件恶劣的地区，GPS非常适用。而且，由于作业过程都是由微电子和计算机控制，都是自动记录，自动处理，自动计算，可实时测出所处位置的三维坐标，所以它不受人为因素的影响。这种先进的技术可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。因此，RTK比全站仪在公路实地施工中优势更加明显。两种技术都有着各自的优缺，如果把GPS—RTK与全站仪两种测量技术相结合，优劣互补，那就有了一个很大的飞跃，比传统方法更具优越性，使得测量速度加快且准确。因此在以后的测量过程中，我们可以先了解全站仪和GPS-RTK这两项技术的优势和劣势，将这两种技术有效的结合起来，这将极大地改变目前道路测量的现状，并且能够实现新的突破。将这两项技术有效的结合起来，能在道路测量这方面实现质的飞跃。

[1]周忠谟，周琪.卫星测量原理与应用.北京;测绘出版社.

[2]徐绍全.张海华.测量原理及应用.武汉.武汉测绘科技大学出版社.