RTK與全站儀聯(lián)合作業(yè)實現(xiàn)任樓礦區(qū)數(shù)字化測圖

　　皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司任樓煤礦因為煤田開發(fā)、礦山生產(chǎn)和建設(shè)規(guī)劃的需要，決定在任樓礦西北部地區(qū)建立D級GPS控制網(wǎng)和四等水準(zhǔn)高程網(wǎng)并施測20平方公里1：2000數(shù)字地形圖，徐州師范大學(xué)08科測班利用數(shù)字測圖實習(xí)時間承擔(dān)了該項任務(wù)。并在20天的時間內(nèi)完成了基本控制測量(D級GPS控制點34個，四等水準(zhǔn)路線長50公里)和20平方公里的1：2000數(shù)字地形圖的測繪任務(wù)。
　　1　測區(qū)概況
　　任樓礦區(qū)位于宿州市西南約30公里處，位置在宿州、淮北和蒙城三市的交界處，平均海拔25m～26m之間，地形較平坦，測區(qū)位于任集鎮(zhèn)以北，孫疃鎮(zhèn)以南，東起太平集，西至郜油坊。測區(qū)內(nèi)有任老家，太平集、鄭橋莊等30個村莊，老式居民院落分布雜亂無章，施測有相當(dāng)難度。孫任公路從測區(qū)中央穿過，測區(qū)內(nèi)部均為農(nóng)村土路，路面高低不平，行車較為困難。測區(qū)屬暖溫帶大陸性季節(jié)氣候。四季分明，氣候宜人，年平均溫度16.5℃，年平均降水量約650mm。測區(qū)內(nèi)通訊較為發(fā)達(dá)，移動，聯(lián)通、電信網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個測區(qū)。
　　2　作業(yè)技術(shù)依據(jù)
　　(1)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》；B／T18314-2001；(2)《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》；B12898-91；(3)《1：500、1：1000、1；2000地形圖圖式》；GB／T7929-1995；(4)技術(shù)設(shè)計書。
　　3　坐標(biāo)系統(tǒng)
　　(1)平面基準(zhǔn)采用1954年北京坐標(biāo)系。
　　(2)高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程系。
　　4　地形圖測繪
　　4.1基準(zhǔn)站，移動站的設(shè)置及點校正
　　RTK測量時，分為CORSS工作模式和傳統(tǒng)RTK工作模式，前者單移動站就可以作業(yè)，而后者則至少需要兩臺接收機(jī)，一臺接收機(jī)做基準(zhǔn)站，另一臺做移動站，基準(zhǔn)站實時地通過數(shù)據(jù)鏈將差分改正信息通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給移動站，移動站通過數(shù)據(jù)鏈接收差分?jǐn)?shù)據(jù)，并實時72a94546c9f408266765da2ef16304de8c991f8f04c709293885081c59da04f2進(jìn)行解算處理，從而實時得到移動站的高精度位置，而傳統(tǒng)RTK工作模式根據(jù)數(shù)據(jù)鏈的不同又分為電臺工作模式和GPRS工作模式，采用電臺傳輸數(shù)據(jù)的稱為電臺工作模式，采用GPRS傳輸數(shù)據(jù)的稱為GPRS工作模式。GPRS模式是指基準(zhǔn)站和移動站都采用移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的。本次數(shù)字測圖我們采用的是GPRS工作模式。
　　為了保證測量精度應(yīng)將基準(zhǔn)站架設(shè)在測區(qū)的中央，并遠(yuǎn)離高壓線和無線電發(fā)射塔50m以上。因此我們將基準(zhǔn)站架設(shè)在測區(qū)中央的任意位置上(未知點)，此基準(zhǔn)站控制整個測區(qū)。接收機(jī)接收衛(wèi)星的截止高度角設(shè)置為15°儀器進(jìn)行精確對中、整平，整平精度其偏差不超過半格，對中不超過1mm。
　　
　?、倩驹O(shè)置：采用GPRS模式作業(yè)最好采用自啟動的方式，這樣方便作業(yè)。其設(shè)置如下：打開測地通，點擊[配置]－[手簿端口配置]，連接類型選擇‘藍(lán)牙’－點配置－搜索藍(lán)牙－綁定主機(jī)－點擊確定－退出測地通。－打開HC GpsSet，選中‘用藍(lán)牙’，打開端口，出現(xiàn)華測的基準(zhǔn)站接收機(jī)出廠默認(rèn)的設(shè)置－進(jìn)行自啟動基站設(shè)置－將數(shù)據(jù)輸出方式設(shè)置為正常模式，將接收機(jī)工作模式設(shè)置成自啟動基準(zhǔn)站，將自啟動數(shù)據(jù)發(fā)送端口設(shè)置為：Port2+GPRS／CDMA，將自啟動數(shù)據(jù)發(fā)送格式設(shè)置為CMR，其他默認(rèn)－然后點擊應(yīng)用即可－在手簿上打開HCGPRS，在端口下拉菜單中，在使用藍(lán)牙選擇框上打勾，在工作模式上選GPRS模式－在GPRS下拉菜單中將通訊協(xié)議設(shè)置為UDP一對多，模式設(shè)置為基準(zhǔn)站，服務(wù)器IP：輸入222.44.183.12＊端口：輸入9902。其他默認(rèn)，然后點更新。以上是上海華測導(dǎo)航公司為用戶免費提供的服務(wù)器IP地址及端口號，基站啟動后數(shù)據(jù)會自動通過上海服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，移動站與其綁定即可獲得基站數(shù)據(jù)。設(shè)置完成后，打開測地通，[配置]－[手簿端口配置]－[配置藍(lán)牙]，取消綁定的基準(zhǔn)站，接收機(jī)關(guān)機(jī)再重新開機(jī)。注意一定要把藍(lán)牙綁定取消，否則當(dāng)基站重啟后，手簿打開測地通還會默認(rèn)綁定基站，這樣將導(dǎo)致基站不發(fā)送差分信號。如果基站設(shè)置成“自啟動基準(zhǔn)站”，以后無論在何處只要開機(jī)即可工作，無需其他設(shè)置。方便快捷，定位精度高。
　?、谝苿诱驹O(shè)置：配置菜單－移動站參數(shù)－內(nèi)置電臺和GPRS－選GPRS－通訊協(xié)議－選UDP－對多－服務(wù)器IP：輸入222.44.183.12－端口：選9902－基準(zhǔn)站ID：填基站接收機(jī)號碼－GPRS模式：選移動站－點擊設(shè)置－獲?。邮埽顺龌氐綔y地通初始界面。然后點擊測量菜單－啟動移動站接收機(jī)－移動站信號正常閃爍說明移動站啟動成功。移動站收到差分信號后會出現(xiàn)“單點定位”－“浮動”－“固定”的RTK初始化過程。當(dāng)RTK出現(xiàn)固定后就可以進(jìn)行測量了。
　　③點校正：基準(zhǔn)站和移動站設(shè)置好后，接下來進(jìn)行點校正。我們利用DR01，DR15.DR28三點進(jìn)行點校正，DR14點進(jìn)行檢核，在進(jìn)行點校正和檢測過程中，利用4臺RTK同時進(jìn)行。點校正結(jié)果如表1所示；
　　點校正后，在DR14點上進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果與已有成果進(jìn)行比較，X最大誤差為1.1cm，Y最大誤差為0.5cm，高程最大誤差為1.9cm；四臺RTK之間X的最大差值為14mm，Y的最大差值為9mm，Z的最大差值為27mm，均小于5cm的要求。說明點校正是成功的，觀測結(jié)果是可靠的。其檢測結(jié)果如表2所示。
　　點校正符合要求后就可以直接進(jìn)行測量工作了。在每個測區(qū)進(jìn)行測量有時需要幾天甚至幾十天，基準(zhǔn)站每天可以架設(shè)在任意位置，也不需要每天重復(fù)進(jìn)行點校正，只要在每天開始測量前到一個已知點上做一下“重置當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)”即可。需要注意的是：基準(zhǔn)站若是自啟動的方式，如果基準(zhǔn)站中間斷電重新開機(jī)，即使基準(zhǔn)站位置沒變，流動站也需要做重設(shè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)工作，否則測量結(jié)果不正確。
　　4.2測量過程中對流動站的技術(shù)要求
　?、倭鲃诱緫?yīng)在基準(zhǔn)站控制轉(zhuǎn)換范圍以內(nèi)，距離基準(zhǔn)參考站小于等于10公里。
　　②衛(wèi)星高度角大于等于13度，觀測的衛(wèi)星個數(shù)不得少于5顆，RTK固定時才能進(jìn)行測量。
　?、蹐D根控制測量時每個圖根點的觀測時長設(shè)置為3min，觀測精度設(shè)置為“控制點”。
　?、軠y圖時碎部點的觀測時長設(shè)置為5s，觀測精度設(shè)置為“地形點”。
　?、菝刻煊^測前，應(yīng)先對已知點或已測點進(jìn)行檢測，確認(rèn)無誤后再繼續(xù)測量。
　?、逌y點相對圖根點的相對中誤差不得大于圖上0.2mm(實地20cm)。
　　4.3GPS-RTK聯(lián)合全站儀進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集
　　按照《城市測量規(guī)范》中地形測量的要求進(jìn)行地形圖的碎部測量。測量方法是全站型電子速測儀與動態(tài)全球定位系統(tǒng)GPS-RTK聯(lián)合進(jìn)行地形要素的自動采集和存儲，并通過成圖軟件進(jìn)行機(jī)助成圖。對于開闊的地段(主要是田野、公路、河流、溝、渠、塘等)直接采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的實時動態(tài)定位(RTK)測量模式進(jìn)行全數(shù)字野外數(shù)據(jù)采集。實地繪制地形草圖，地形簡單時，可不繪制草圖，直接在RTK的手簿中輸入地形地物點的代碼。對于樹木較多或房屋密集的村莊等采用RTK給定圖根點位，利用全站儀采集地形地物等特征點，實地繪制草圖，回到室內(nèi)將野外采集的坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸線傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，根據(jù)實地繪制的草圖和地形地物點的代碼，經(jīng)人機(jī)交互編輯后，通過計算機(jī)連接成圖或自動生成數(shù)字地圖。本次所采用的成圖軟件為南方測繪公司的CASS7.1軟件，內(nèi)業(yè)編輯完成并經(jīng)檢查修改后由HP-500(打印機(jī))繪圖儀打印輸出。
　　5　RTK在地形圖測繪中的優(yōu)點
　　RTK在地形測圖中除了具有GPS全天候、不受通視條件限制等優(yōu)點外，與傳統(tǒng)的測圖方法相比還有以下幾個優(yōu)點。
　　(1)不需建立圖根控制，可節(jié)省大量的時間、人力和財力。(2)用RTK測圖，人員少、速度快、效率高。傳統(tǒng)的測圖方法需要4～5人才能進(jìn)行作業(yè)，而RTK流動站只需一人最多兩人即可進(jìn)行，如果幾個流動站同時作業(yè)，則可大大加快測圖進(jìn)度，提高工作效率。(3)用RTK測圖其點位誤差不積累、不傳播，測圖精度高。
　　6　結(jié)語
　　綜上所述，RTK與全站儀聯(lián)合測繪地形圖，它們可以優(yōu)劣互補(bǔ)。如果僅用全站儀進(jìn)行數(shù)字化測圖，就必須建立圖根控制網(wǎng)，這樣須投入大量的時間、人力、財力；如果僅用RTK測圖，雖然它可以省去建立圖根控制這個中間環(huán)節(jié)，節(jié)省大量的時間、人力和財力，同時還可以全天候地觀測。但由于衛(wèi)星的截止高度角必須大于13度～15度，所以，它在遇到高大建筑物、或在樹下時，就很難接收到衛(wèi)星和無線電信號，因此，它就無法進(jìn)行測量。如果用RTK與全站儀聯(lián)合測圖，上述弊端就可以克服。即在進(jìn)行地形測量時，空曠地區(qū)的地形、地物用RTK測之，村莊、城市內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物用RTK實時給出圖根點的三維坐標(biāo)，然后用全站儀測之。這樣可以大大加快測量速度，提高工作效率。因此，它是一種行之有效的測圖新方