2018浅谈GPS与全站仪在城市测量中的应用

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　　摘要：
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　　 GPS与全站仪在城市测量中有着非常广泛的应用。本文首先对GPS、全站仪测量的工作原理及实施进行概述，然后着重对其应用进行了论述，然后对两种测量仪器的应用和精度进行对比，旨在与同行交流GPS与全站仪优化结合的应用，不断提高其应用水平。
　　关键词：城市测量全站仪GPS RTK
　　Abstract: GPS and tachometer in the measurement of the city have a very wide range of applications. This paper first on GPS, tachometer measurement working principle and implementation are summarized, and then mainly discusses on its application, and then compares the two kinds of measuring instrument applications and precision, the aim, by using GPS and tachometer optimal combination application, continuously improve its application level.
　　Key Words: tachometer in the urban; GPS; RTK
　　
　　
　　中图分类号：P228.4文献标示码：A文章编号
　　
　　 在我国城市测量的起步时期，主要是用一些常规性的测绘仪器，如水准仪、全站仪等仪器。这些常规性的测绘仪器的工作效率低下，所以其工作进度也比较慢，并且需要耗费大量的财力、人力和物力，作业造价比较高。随着现代科学技术的发展，现代测绘逐渐走向数字化、智能化，加上定位系统的不断优化、遥感技术的不断提升，尤其是4D产品的出现，使测绘的精度和效率等大为提高，也使城市测绘得到了质的飞跃。在城市测量中，绘制大量的数字化地图所需要的数据采集工作量非常大，GPS的应用，能够使野外测量的效率大大提高。
　　一、GPS、全站仪测量的工作原理及实施
　　（一）GPS、全站仪测量的工作原理
　　 实时动态测量技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术, 它能够实时快速地获得测量点的三维定位坐标值。在RTK 作业模式下,基准站接收机架设在已知坐标的参考点上, 连续接收所有可视GPS 卫星信号。流动站接收机在初始后,通过无线数据链接收来自基准站的载波相位观测值、伪距观测值等数据的同时也同步观测采集GPS卫星载波相位数据, 通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度, 实时求算出流动站厘米精度级坐标。而全站仪虽然属于电子测量设备,除了受测站互通视环境影响外,使用范围还是比较广,是一门比较成熟的测量定位技术。它的工作原理是在测站上架设仪器,通过测角、测边确定测量点的位置, 或直接测量待定点的坐标值,是常规的三维极坐标测量方法。
　　（二）GPS测量的外业实施
　　 选点GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS 测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点应尽可能地与某一点通视，这样能够更加有利于开展后续测量工作；②在选择点时，应注意点周围高度角15°以上不能出现障碍物，避免出现信号被阻挡或被干扰的现象；③点位应尽可能地远离高压线和发电源，特别是应避开一些功率巨大的发电源，避免信号被电磁场所干扰；④在选择点位时，应选在地势开阔，交通便利、便于扩展和能够保存的地方。
　　二、GPS与全站仪在城市地形测量中的实际应用
　　 城市控制网的控制面积比较大、精度非常高、使用的频率也相对较高，城市Ⅰ级导线、Ⅱ级导线和Ⅲ级导线主要位于地面。随着城市的不断发展，这些点通常被破坏，对工程测量造成一定的负面影响，如对测量控制点的精度、测量进度、测量效率等都有直接的影响。在常规化控制测量中，譬如在进行导线测量时，要求点间通视，需要耗费大量的工作时间，且其精度较差，很不均匀。在GPS 静态测量中，虽然在点间不需要通视，其精度也比较高，但是，必须在测量后进行一些数据处理的能够后续工作，无法及时获得准确的定位结果，此时，如业内一旦查出精度不够，就必须进行返工整改，更加耗费人力、物力和财力，影响工作进程。如果应用RTK技术，则很容易使作业精度符合验收标准，大大地提高测量作业效率。
　　 在城市测量中，其工作区域多在居民区或工业区。这些地方的建筑物较为密集，高楼林立，车水马龙，无线电信号非常复杂，对测量有较大的干扰。因为测量的区域较大，如果仅仅采用的常规化的测量技术，是非常困难的，难以在较短的时间内完成，也很难满足城市地形测量的精度要求。因此，根据城市测量的实际情况，在进行大比例尺地形图绘制的时候，通常需要用到GPS、RTK 测量技术。当遇到一些无线电、卫星信号无法进行数据采集的区域时，就必须使用全站仪实施有效地补测。
　　 选取精度高、可靠性好的城市基本控制网点作为RTK 测量的工作基准针对所选用的GPS 仪器, 得出了准确的数据。采用GPSRTK测量技术施测地物坐标, 将GPS 获得的数据处理后直接录入计算机,可及时地精确地获得地形图图形信息,准确地绘制地形图。
　　三、两种测量仪器中实际应用的对比和精度分析
　　 就精度而言, RTK 测量没有误差积累的问题,从无数的实践测量数据表明，其测点精度一般能够满足测量的基本要求,但是，如果其精度要完全符合一级导线的要求，还需要采取行之有效地对策，并且，从实际测量来看，其高程精度的稳定性欠佳，有时还会出现较为明显的高程偏差。而在使用全站仪测量时，不可能出现这样的情况。对于使用RTK测量的一些碎部测量点，可以用全站仪实施检查核对,两者测量出的坐标与高程之差大多在2厘米到3厘米之间,一般很少有超过5厘米的，由此可见， RTK 的测量结果具有较高的可信度，但是注意的是：在应用RTK进行测量时，必须与所测量的相邻点进行校正核查。从工作效率而言，如果使用RTK进行测量，在实施测量时，所需要的控制点非常少，可以避免多次迁站而耗费更多的成本，不影响工作效率。就一个基准站数据链来看，一般可以控制的测程距离有十几公里,不需要因为迁站而耗费更多的经济成本和时间成本。从另一个方面来看，RTK 测量所需要的人员较少，一组大约为1到2人即可，而如果使用全站仪则需要4到5人，能够大大节约人力资源成本，由此不难看出，利用RTK测量可以使测量效率大大提高，有效地降低作业成本。
　　四、结论
　　 总而言之，动态GPS-RTK 定位技术是城镇测量中非常重要的手段之一，是进行数字化测量的主要手段。因为GPS具有较强的灵活性和较高的精度，GPS定位系统使城镇数据采集发生根本的改变。就全站仪而言，它是在碎部测量中具有主导作用的测量仪器。因此，在城市测量的实际工作中，应该配合使用GPS PTK 和全站仪，解决实际测量中的难题，有效地降低作业成本，提升工作效率。
　　参考文献:
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