1. GPS與RTK技術(shù)分析

　　眾所周知，GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，簡(jiǎn)稱RTK。其具體作業(yè)方法是在已知的一個(gè)點(diǎn)上面設(shè)置一臺(tái)GPS接收機(jī)作為基準(zhǔn)站。并將一些必須的數(shù)據(jù)，例如基準(zhǔn)站的高程等等輸入GPS的控制手簿，設(shè)置一臺(tái)到多臺(tái)不等的GPS接收機(jī)裝置作為流動(dòng)站。基準(zhǔn)站和流動(dòng)站可以同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)。由此可見(jiàn)，采用RTK技術(shù)進(jìn)行地形圖測(cè)繪，不像以往那樣，要求點(diǎn)之間嚴(yán)格進(jìn)行通視，只要一個(gè)人挾著GPS流動(dòng)接收機(jī)在等待測(cè)量的地物地貌碎部點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，并且通視輸入地物編碼，再通過(guò)控制器手簿，便可以實(shí)時(shí)測(cè)定碎部點(diǎn)的三維坐標(biāo)，獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。最后再通過(guò)專用的測(cè)繪軟件接口下載數(shù)據(jù)，利用成圖軟件對(duì)地形圖進(jìn)行編輯即可。

　　GPS RTK 的測(cè)量方式按照基準(zhǔn)站的假設(shè)方式可以分為兩種。第一種是基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)上，然而這種方法比較麻煩，需要手動(dòng)啟動(dòng)基準(zhǔn)站的接收機(jī)才可以，架設(shè)的地點(diǎn)也十分受限制。因?yàn)橐虼诉@種方法不是我們提倡的。第二種方式，是把基準(zhǔn)站架設(shè)在高處，任意位置均可，這種方法比較方便。便于我們接受和發(fā)射信號(hào)。因此我們提倡這種方法。

　　另外，必須要提及野外作業(yè)的部分。采用GPS RTK 協(xié)同全站儀進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖的作業(yè)流程包括幾個(gè)步驟，分別是控制測(cè)量，圖跟點(diǎn)測(cè)量，碎部點(diǎn)測(cè)量和數(shù)字化成圖。但是在這其中，最大的便利是利用RTK技術(shù)不但可以測(cè)量圖跟點(diǎn)，還可以測(cè)量碎部點(diǎn)，為工作節(jié)省了時(shí)間。

　　2. RTK測(cè)量的誤差及技術(shù)問(wèn)題

　　如上文提到，GPS技術(shù)與RTK技術(shù)的聯(lián)合是一種最新的便捷技術(shù)，但是目前仍存在很多技術(shù)上的潛在問(wèn)題。例如，雖然GPS RTK作為應(yīng)用熟練的技術(shù)，但是在地形圖的測(cè)繪中仍然不可避免的存在誤差。誤差，是影響此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要問(wèn)題。究其誤差源，涉及到一些技術(shù)問(wèn)題。

　　產(chǎn)生RTK測(cè)量誤差的問(wèn)題主要包括GPS衛(wèi)星，RTK設(shè)備，測(cè)量環(huán)境，用戶專業(yè)水平，和測(cè)量方法五個(gè)因素。第一，GPS衛(wèi)星的誤差源包括大氣狀況等因素。大量資料證明，RTK測(cè)量的基線長(zhǎng)度值與同軌道誤差和大氣影響密切相關(guān)。由此可見(jiàn)，大氣等非可抗力因素是影響測(cè)量的一個(gè)主要原因。而RTK設(shè)備的產(chǎn)生誤差的原因則是因?yàn)椋瑖?guó)內(nèi)目前品牌眾多，其設(shè)備質(zhì)量?jī)?yōu)劣程度影響測(cè)量精度。其次，測(cè)量環(huán)境對(duì)于精確性與可靠性的影響與靜態(tài)GPS的影響因素相似。再次，用戶的專業(yè)水平，作為一個(gè)隨機(jī)的，不確定的因素對(duì)測(cè)量精度也有很大影響。可見(jiàn)，觀測(cè)過(guò)程中，觀測(cè)者必須十分謹(jǐn)慎，認(rèn)真。最后，測(cè)量方法作為產(chǎn)生誤差的一個(gè)原因，要求我們必須選擇合理準(zhǔn)確的技術(shù)方案。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)合理切當(dāng)?shù)姆桨笇?duì)于提高測(cè)量的精確性才是基本的保證。

　　3. 全站儀原理及應(yīng)用

　　全站儀是電子全站儀的簡(jiǎn)稱。他的優(yōu)點(diǎn)是兼有自動(dòng)測(cè)距，測(cè)角度，計(jì)算一級(jí)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄傳輸?shù)墓δ堋Ｒ驗(yàn)閮H僅應(yīng)用GPS RTK 在測(cè)量中會(huì)不可避免存在錯(cuò)誤，全站儀被作為聯(lián)合應(yīng)用的設(shè)備廣泛應(yīng)用。在地形測(cè)量，控制測(cè)量中起到十分重要的作用。此處不做過(guò)多分析。

　　在此僅僅說(shuō)一下全站儀測(cè)量碎部點(diǎn)的過(guò)程。在測(cè)量站上架設(shè)起全站儀，經(jīng)過(guò)定向，觀測(cè)碎部點(diǎn)上面放置好的棱鏡。我們得到方向，豎直角，距離等觀測(cè)值。這樣，記錄在電子手簿或者全站儀的內(nèi)存內(nèi)部。野外數(shù)據(jù)采集觀測(cè)碎部點(diǎn)的時(shí)候，繪制工作草圖，這也是保證數(shù)字成圖質(zhì)量的一個(gè)重要措施。

　　另外，在所有的外業(yè)和內(nèi)業(yè)都完成以后，要到測(cè)區(qū)進(jìn)行實(shí)地檢查。在這個(gè)過(guò)程全站儀的作用不可小覷。首先要檢查點(diǎn)位精度，需要用全站儀測(cè)量出相鄰已知點(diǎn)的距離，并且與早先的已知資料進(jìn)行比對(duì)，要求誤差應(yīng)該小于規(guī)定。其次要進(jìn)行地物，地形的檢查，對(duì)于疏漏應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)測(cè)。

　　4. 聯(lián)合應(yīng)用分析

　　GPS與RTK聯(lián)合應(yīng)用主要是利用聯(lián)合應(yīng)用工作效率高的特點(diǎn)，進(jìn)行工作。二者聯(lián)合應(yīng)用，可以避免受衛(wèi)星狀況限制，天氣環(huán)境的影響和數(shù)據(jù)傳輸受到干擾等問(wèn)題。聯(lián)合應(yīng)用普遍來(lái)說(shuō)包括以下幾個(gè)步驟。

　　第一， 要布設(shè)控制點(diǎn)。這個(gè)步驟是以后所有步驟的基礎(chǔ)。在GPS與RTK有效作業(yè)半徑的三分之二之內(nèi)進(jìn)行制高點(diǎn)基準(zhǔn)站設(shè)置。而控制點(diǎn)的需在你則要盡量避開(kāi)無(wú)線電干擾較大的路徑。在RTK基準(zhǔn)站設(shè)置完成后，便可以開(kāi)始觀測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)。如果找不到已知的坐標(biāo)點(diǎn)，便可以在基準(zhǔn)站的附近測(cè)量出固定解，并利用全站儀反復(fù)驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。另外，在測(cè)試區(qū)，應(yīng)該均勻布置控制點(diǎn)的位置，一般的邊長(zhǎng)取為一千米左右，這樣有利于數(shù)據(jù)采集和基準(zhǔn)點(diǎn)重置。

　　第二， 圖根點(diǎn)和碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。在第一步完成后，GPS和RTK便可以聯(lián)合全站儀進(jìn)行地形地物的數(shù)據(jù)采集了。要強(qiáng)調(diào)的是在每次作業(yè)之前都要設(shè)置GPS與RTK的基準(zhǔn)站。再聯(lián)合測(cè)試處三個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)，坐標(biāo)必須是三維的。將其中一個(gè)坐標(biāo)作為全站儀的測(cè)站點(diǎn)，另外兩個(gè)則作為定向點(diǎn)和檢查點(diǎn)。這樣聯(lián)合作業(yè)的好處就在于，對(duì)于全站儀不便測(cè)的數(shù)據(jù)，可以用GPS和RTK進(jìn)行測(cè)繪。對(duì)于GPS與RTK不便測(cè)出的數(shù)據(jù)，可以用全站儀進(jìn)行測(cè)量。在數(shù)據(jù)全部采集完成后可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分離。對(duì)于圖根點(diǎn)的有關(guān)數(shù)據(jù)要單獨(dú)提煉出，用原始測(cè)量的數(shù)據(jù)形式進(jìn)行平差，計(jì)算出圖根點(diǎn)坐標(biāo)以后，對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行處理。以上兩步是無(wú)論什么形式的聯(lián)合作業(yè)都要經(jīng)歷的兩個(gè)基礎(chǔ)步驟。此外，根據(jù)地形和環(huán)境的不同，不同的作業(yè)可以應(yīng)用不同的特殊方案。

　　例如，很多文獻(xiàn)表明，在全站儀利用GPS和RTK進(jìn)行所謂的圖根點(diǎn)設(shè)站時(shí)，要進(jìn)行必要的檢查。因?yàn)樵谟行┑胤剑捎谛盘?hào)遮擋等原因，會(huì)造成作業(yè)的誤差，反復(fù)檢查可以保證測(cè)圖的精度。同時(shí)，如果控制點(diǎn)距離測(cè)區(qū)很遠(yuǎn)，為促進(jìn)測(cè)圖進(jìn)度，RTK測(cè)試控制點(diǎn)時(shí)，全站儀可以在測(cè)區(qū)內(nèi)部利用假設(shè)的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)圖。在外業(yè)結(jié)束以后只要參照RTK測(cè)出的控制點(diǎn)坐標(biāo)就可以進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在這一步驟中，數(shù)字成圖軟件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能起到很大作用。針對(duì)上述情況，利用二者聯(lián)合的作業(yè)方法克服了作業(yè)過(guò)程中工序步驟較多的弊端，也節(jié)省了人力和物力，保證了作業(yè)成果和效率。

　　總結(jié)：

　　大量研究及實(shí)驗(yàn)證明，以GPS RTK 和全站儀結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)量和地形圖繪制，可以使得外業(yè)的工作量大大減少。并且使得工作效率顯著提高。究其原因，RTK 與全站儀測(cè)量聯(lián)合采集數(shù)據(jù)，可以避免單純的全站儀測(cè)量易受到地形，植被覆蓋等多重因素影響的缺點(diǎn)。此外，由于RTK在測(cè)量時(shí)容易受到外界干擾，聯(lián)合測(cè)量可以互補(bǔ)，提高作業(yè)效率。事實(shí)證明，這是一種非常科學(xué)的測(cè)量方法。最后，由于GPS RTK 測(cè)量不存在誤差積累的問(wèn)題，所以對(duì)點(diǎn)位的選擇更為靈活。然而，在測(cè)量中，我們還是需要繪制成圖的草圖，以便我們完成內(nèi)業(yè)成圖。在接下來(lái)的研究中，我們可以致力于移動(dòng)站接收機(jī)通過(guò)藍(lán)牙等無(wú)限手段直接傳輸數(shù)據(jù)坐標(biāo)等高科技作業(yè)方式的研究。這樣就可以不再繪制草圖了，內(nèi)業(yè)也無(wú)需再進(jìn)行修改，是一種防止漏測(cè)的更為精確的方法。工作人員和研究人員可以進(jìn)行借鑒研究。

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