基于GPS—RTK的數(shù)字化測圖在踏勘擬建站址中的應(yīng)用

袁德寶　李廣?！±铢i　胡啟亞　吳孝禹

【摘 要】變電站站址的勘測是選建站址的重要依據(jù)，鑒于RTK實時動態(tài)GPS測量技術(shù)在數(shù)字化測圖中的優(yōu)勢和CORS系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，利用CORS系統(tǒng)獲取控制信息及轉(zhuǎn)換參數(shù)，RTK采集野外碎部點數(shù)據(jù)，并利用南方CASS7.0的簡碼成圖的作業(yè)方式進行數(shù)字化成圖。經(jīng)實例證明，該方法的運用大大提高了外業(yè)采集數(shù)據(jù)和內(nèi)業(yè)成圖的作業(yè)效率，對類似的工程項目有較好的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】RTK；CORS；簡碼成圖；變電站站址

0 前言

變電站站址的選擇是電力系統(tǒng)規(guī)劃工作中的重要環(huán)節(jié)，而地形勘測是可行性研究的重要階段。如何快速、高效、準確的完成變電站站址周邊的大比例尺測圖的工作，以供設(shè)計方面參考使用，是生產(chǎn)實際中所要解決的首要內(nèi)容。

近年來，利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）綜合應(yīng)用于大地測量、工程測量、氣象監(jiān)測、地震監(jiān)測、地面沉降監(jiān)測、精確導(dǎo)航等領(lǐng)域，對傳統(tǒng)的GPS測量作業(yè)模式產(chǎn)生了重要變革。此外，隨著RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在大比例尺測圖中無法比擬的優(yōu)勢與數(shù)字化地圖成果的易用性，常規(guī)的測圖方法正逐漸被取代。特別是在通視條件差，常規(guī)測量儀器難于完成野外作業(yè)的山地地形區(qū)域，可大力發(fā)展RTK模式測繪，既提高測量精度，減少勞動強度[3]。

本文結(jié)合對山東省新泰市擬建的變電站站址周邊400×400m的1：1000地形圖的測量成圖實例，利用CORS系統(tǒng)獲取控制信息及轉(zhuǎn)換參數(shù)，RTK采集野外碎部點數(shù)據(jù)，這樣不僅能夠省去GPS靜態(tài)引點的工作，并獲得與國家坐標(biāo)系相統(tǒng)一的測量成果，而且能夠滿足大比例數(shù)字化測圖的精度要求；內(nèi)業(yè)成圖方面，采取CASS7.0的編碼自動成圖方法，提高了外業(yè)觀測和內(nèi)業(yè)成圖的效率。

1 CORS簡介、應(yīng)用

利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS），是“空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”最為重要的組成部分，可以獲取各類空間的位置、時間信息及其相關(guān)的動態(tài)變化。CORS的建立可以大大提高測繪精度、速度與效率，降低測繪勞動強度和成本，省去測量標(biāo)志保護與修復(fù)的費用，節(jié)省各項測繪工程實施過程中約30%的控制測量費用。

目前，CORS系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)RTK直接測量結(jié)果屬于基于連續(xù)運行參考站網(wǎng)下的2000國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)。如果用戶需要使用1980西安坐標(biāo)系或1954年北京坐標(biāo)系等坐標(biāo)系統(tǒng)時需進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；使用1985國家高程也需進行高程轉(zhuǎn)換?？梢栽赗TK設(shè)備上進行直接轉(zhuǎn)換或進行測量結(jié)果的事后處理。

2 項目概況

2.1 項目基本情況

擬建站址的行政區(qū)劃隸屬于山東省泰安市新泰市，位于新泰市西南約6公里處的北嶺宿舍附近。主推站址為北嶺宿舍北站址，以6kV農(nóng)業(yè)線名公礦支線39號桿以南100m為基點，以北200m以東200m的區(qū)域內(nèi)；備選站址為北嶺宿舍東站址，以中國移動通信桿沈家莊至東都井080號桿向北150m為基點，以南200m以東200m的區(qū)域內(nèi)。進站道路的引接道路為北站址南側(cè)向陽路。

2.2 項目的主要任務(wù)

該勘測項目隸屬于可研階段的一部分，主要任務(wù)為：

1）踏勘擬建站址的地形、地物、地貌是否符合建站條件；

2）描述擬建站址的高程，高差，供站址估算土方量用；

3）描述擬建站址有無果園、苗圃等；

4）向土建專業(yè)提供1：1000的地形圖，測量范圍不小于400×400m，并包含進站道路的引接道路及站址描述中參照物（中國移動通信桿沈家莊至東都井080號桿，6kV農(nóng)業(yè)線名公礦支線39號桿），及有關(guān)的城市規(guī)劃圖，供站址方案比較及土方估算用；

5）收集擬建站址的坐標(biāo)系和高程系。

3 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

3.1 圖根點的埋設(shè)

本次測量任務(wù)對于圖根控制點的精度要求為：點位中誤差±5cm，高程中誤差±10cm。因此，RTK完全可以滿足圖根控制測量的點位及高程的精度要求；而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題，用于大比例尺測圖的圖根控制測量是可行的[4]。

圖根點的設(shè)置應(yīng)顧忌方便測圖使用和便于RTK測量等因素，在擬選站址外圍采用鋼釘分別設(shè)置3個臨時性圖根點?；鶞收酒交?0s設(shè)站后，在假定坐標(biāo)系下使用流動站采集圖根點，即可同步開始碎部點采集。應(yīng)任務(wù)書要求，可不做基礎(chǔ)控制，而直接利用CORS系統(tǒng)獲得圖根控制信息后，利用CASS中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，即可得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3.2 外業(yè)采集注意事項

測區(qū)絕大部分地面坡度在2°-6°之間的地區(qū)，屬于丘陵地形。測區(qū)內(nèi)，坡坎、田地、樹林較多，建筑房屋稀少，但總體來說比較規(guī)整。測繪1：1000的丘陵地區(qū)的地形圖時，地形點的平均間距為50m，采用1m為基本等高距。斜坡、陡坎比高小于1/2等高距或在圖上長度小于5mm時可舍去，當(dāng)坡坎較密時，可適當(dāng)取舍[1]。高程點注記密度圖上為每100cm2內(nèi)5-20個，內(nèi)業(yè)成圖時，可依距離不大于20m進行高程點過濾，再通過交互展點的命令增加明顯地物點或地形特征點，如山頂、鞍部、凹地、山脊、谷底及傾斜變換處，應(yīng)注記高程點。此處當(dāng)外業(yè)碎部點采集時，應(yīng)格外注意。

注意地物不能漏測，尤其是地下管線類、墳、水井等，遇到標(biāo)石類要予以拍照記錄，供設(shè)計方聯(lián)系咨詢。此外，為避免重測漏測的現(xiàn)象，不僅可利用手簿中線放樣功能，也可以通過CASS獲取后綴名為“.dxf”的測區(qū)邊界線或者測區(qū)內(nèi)標(biāo)志性的地物，導(dǎo)入手簿內(nèi)，便于外業(yè)碎部點采集時隨時參照。

4 內(nèi)業(yè)編輯成圖

采用數(shù)字測記模式時，一般要繪制草圖。鑒于測區(qū)內(nèi)地物地貌比較規(guī)整，此次測圖采用“簡碼法”模式自動成圖。簡碼識別的作用是將帶簡編碼格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成計算機能識別的程序內(nèi)部碼[2]，在現(xiàn)場可輸入簡碼，室內(nèi)自動成圖。

內(nèi)業(yè)“簡碼法”成圖方面，CASS7.0系統(tǒng)預(yù)先定義了一個JCODE.DEF文件，用戶可以編輯JCODE.DEF文件以滿足自己的需要，但要注意不能重復(fù)，且野外操作碼第一個字母不能是“P”、“U”、“Q”、“B”等[5]。此外應(yīng)注意，連線順序?qū)Q定類似于坎類的齒牙線的畫向，齒牙線及其它類似標(biāo)記總是畫向連線方向的左邊，因而改變連線方向就可改變其畫向[2]。

簡碼識別完畢后，進行簡單必要的修整、文字注記、植被填充、繪制等高線以及地形圖的修飾等工作。繪制等高線時，應(yīng)注意：

（1）數(shù)字地面模型建立時，應(yīng)充分考慮各種地性線、斷裂線和微地物的表示；（2）采用嚴密的數(shù)學(xué)模型進行計算生成等高線；（3）等高線生成后，必須對照實地進行檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤應(yīng)及時改正。

初步成圖完成之后，需在野外對測圖成果進行準確性及完整性進行實地檢查。發(fā)現(xiàn)遺漏或錯誤及時采取有效措施彌補。

5 結(jié)論

由CORS系統(tǒng)獲取圖根控制信息，運用傳統(tǒng)的GPS作業(yè)模式進行碎部點的采集。這樣可以在保證滿足測圖精度要求的基礎(chǔ)上，方便快捷的獲取圖根控制信息，大大提高了作業(yè)效率，能夠圓滿完成踏勘擬建站址的測量任務(wù)。

利用RTK技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字化測圖的外業(yè)數(shù)據(jù)采集，不僅能夠達到1：500圖根控制測量的點位和高程精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題，完全可以滿足大比例尺測圖的需要[4]。

利用南方CASS7.0的簡碼成圖的方法，具有靈活、簡便、快速等特點，縮短了內(nèi)業(yè)成圖的時間，在數(shù)字測圖內(nèi)外業(yè)一體化中得到了廣泛的應(yīng)用。

【參考文獻】

[1]國家測繪局測繪標(biāo)準化研究所.GB/T 14912-20051：5001：10001：2000，外業(yè)數(shù)字測圖技術(shù)規(guī)程[M].北京：中國標(biāo)準出版社，2005.

[2]數(shù)字化地形地籍成圖軟件CASS7.0用戶手冊[S].南方測繪儀器公司，2006.

[3]聶上海，殷立瓊.GPS RTK技術(shù)在數(shù)字化地形測量上的應(yīng)用實驗[J].測繪通報，2005（3）：30-31.

[4]艾廣山.RTK在圖根控制中的精度分析[J].測繪與空間地理信息，2012，35（11）：106-108，111.

[5]史長鰲，劉秀格.大比例尺數(shù)字化測繪新方法——簡碼法[J].測繪通報，2003（8）：64-65.

[責(zé)任編輯：王楠]