GPS-RTK技术联合全站仪在数字测图中的应用
全站仪和GPS-RTK联合在数字测图中的应用

全站仪和GNSS-RTK联合在数字测图中的应用摘要:目前地面数字测图一般都采用全站仪、GNSS-RTK或者两者结合。
全站仪测图具有精度高、使用方便等优点,而GNSS-RTK具有精度高、工作距离长和不存在误差累计等优势,为克服各自的不足,提出了数据采集中综合应用GNSS-RTK和全站仪的方法,开发设计了全站仪和GNSS-RTK集成的数字测图系统,利用实测数据对其进行验证。
针对集成中可能出现的问题给出解决办法和措施,得出有益的结论,可以借鉴到类似的工程中。
关键词:GNSS-RTK,全站仪,数字测图,地形测量0 引言传统地形测量具有测量环节繁琐、操作复杂、受测区环境、地形、地物以及人为操作的影响较大等不足,很多时候测量精度达不到要求,而数字测图具作业时间短、劳动强度轻和成果精度高等优点,能够实现信息采集处理的数字化和自动化。
采用全站仪进行数字测图作业效率高、提高成果的精度和改善野外作业环境,但在高山、林地、高大建筑物和海岛地区等特殊的观测环境,还会受到制约。
而随着GNSS系统的不断完善、逐步建成和计划的实施以及接收机灵敏度的不断提高,尤其是我国北斗在亚太地区的公开服务,目前其应用已经渗透到测绘、军事、交通运输、气象、电力和水利等诸多领域,GNSS-RTK更是一种比较理想的数字测图工具。
在数字测图中,如何将全站仪和GNSS-RTK合理有效的组合,实现其优势互补,达到数字测图的无缝链接,实现对于树木较多或房屋密集的村庄等观测环境数字测图的目标。
提出了基于集全站仪和GNSS-RTK联合测图的方法,以解决测量应用工程中的一大难题。
1 全站仪数字测图目前,全站仪数字测图作业模式主要有如下三种[1]:(1)电子平板模式[2]子平板与全站仪连接,观测数据直接传入电子平板,现场成图,该模式受到野外作业环境的限制,尤其是测区复杂环境时,不能完全了解所测碎部点的详细情况,在一定程度上会影响外业效率,甚至数字地图质量。
(2)草图模式(数字测记模式):数据采集时,需绘制观测草图,并记录所测地物的属性信息和测点顺序号;对照观测草图进行内业图形编辑,其以作业成本低和简单等优点得以最广泛的应用的数字测图模式,但其最大的问题是内业工作量大,不便于长期实施;(3)编码模式:数据采集时,测量人员为每个碎部点输入一个编码,同时还需键入地物属性、点与点之间的连线关系等众多的编码内容;内业成图时,测图软件根据测点编号自动完成测点连线形成数字地图,其对观测人员要求非常高[3]。
GPS RTK定位技术在数字化测图中的应用

表 1 平面和高程控制点检测情况
起止点
理论值 /m 实测值 /m 差值 /m
桐坑顶 ~大岗顶 6 2311356 6 2311169 01187
桐坑顶 ~牛岭
5 0491662 5 0491357 01305
大岗顶 ~牛岭
5 3551343 5 3551104 01239
左西 44~左西 45 - 1 - 31117 - 31127 01010
1 GP S R TK技术
111 R TK系统组成
RTK系统主要包括三部分 : 基准站 、流动站和软 件系统 。其中基准站由 GPS接收机 、GPS天线 、发送
收稿日期 : 2008201222 第一作者简介 :杨永平 (1974—) ,男 , 1998 年毕业于山东科技大学测量 工程专业 ,工学硕士 ,工程师 。
基于上述考虑 ,在云浮电厂三期工程测区布设了 位置比较理想的 2个控制点 (主场区和灰场各 1个 ) , 保证了利用 RTK数字化测图的顺利进展 。
(2) RTK配合全站仪测量碎部点 R TK配合全 站 仪 测 量 碎 部 点 的 作 业 模 式 包 括 两 个步骤 :利用 RTK测量图根控制点 ;利用全站仪进行 碎部测量 。 ①R TK测量图根控制点 利用全站仪进行数据采集 ,由于要求碎部点与测 站点之间必须相互通视 ,故测区控制点密度不可能满 足大比例尺测图需要 ,必须在测区增设适当数量的图 根控制点 。一般 ,数字测图方法每平方公里图根点的 密度 ,对于 1 ∶2 000比例尺测图不少于 4 个 , 1 ∶1 000 比例尺测图不少于 16 个 。由于采用了 GPS RTK技 术 ,可据实际地形快速测定测区图根点 。需要注意的 是 ,在进行 RTK测量图根点前 ,必须正确输入求解的 坐标转换参数 ,并在已知高级点上测量并进行坐标和 高程校核 ,确保无误后 ,方可正式进行图根点测量 。 ②全站仪测量碎部点 每个全站仪测量小组一般需配置 1 位观测员 、1 位绘图员 、2 ~3 个跑尺员 。在测站点上架设全站仪 , 全站仪经定向后 ,观测碎部点上放置的棱镜 ,得到方 向 、竖直角 (或天顶距 )和距离等观测值 ,记录在电子 手簿或全站仪内存中 。野外数据采集工作程序分为两 种 :一种是观测碎部点时 ,绘制工作草图 ,这是保证数 字成图质量的一项措施 。在工作草图上记录地形要素 名称 、碎部点连接关系 ,然后在室内将碎部点显示在计 算机屏幕上 ;根据工作草图 ,采用人机交互方式连接碎 部点 ,输入图形信息码和生成图形 。另一种是采用便 携机或 PDA 掌上电脑作为野外数据采集记录器 ,绘图 员可以在观测碎部点同时 ,对照实际地形 ,现场输入图
GPS-RTK和全站仪组合方法在数字测图中的应用

G P S实时动态差分技术 ,是近 年来 发展的一项新的 G P S测量技术。 其关键在于使用 了 G P S的载波相位观测 量,并利用了参考站和移动 站之 间观测 误差的空间相关性 ,通过差分 的方 式除去移动站观测数 据 中的大部分误 差,从而 实现高精度 ( 分米甚至厘米级) 的定位 。 G P S —R T K的测量误差包括 G P S定位误差和坐标转换误差等两个 方面 :G P S 的定位误 差, 主要包括 H R M S( 水平误差 )和 V R M S( 高程 误差 ) ;坐标转换带来的误差 ,它主要 由投影误差和 已知点传递的误 差组成,但 已知 点传递 的误差影 响较大。 一般情况下, 人们关注的主 要是 G P S的定位误差。 R T K法实时提供的流动站点在指定坐标系 中 的三维定位 结果,其平面定位精度可达到 I c m +I p p m , 高程定位精度 达到 2 0 a r m +2 p p m 。 G P S — R T K技术在应用 中遇到 的最大 问题就是参考站校正数据 的 有效作用距离 。G P S 误差 的空间相 关性随参考站和移动站距离 的增 加而逐渐失去线性 ,因此在 较长 距离下 ( 单频> l O k m ,双频> 3 0 k m ) , 经过差分处理后 的用户数据 仍然含有很大的观测误差 ,从而 导致定 位精度的降低和无法解算载波相位 的整周模糊 。 相对于全站仪测 图来说 ,G P S — R T K数字测 图的优 点主要有 以下
-
动 或 自动 进 行 。
GPS—RTK和全站仪组合方法在数字测图中的应用

GPS—RTK和全站仪组合方法在数字测图中的应用GPS—RTK和全站仪组合方法在数字测图中的应用【摘要】GPS-RTK和全站仪均为目前进行数字测图的主要方法,两种方法各有其优劣。
本文针对特定地形条件,介绍了GPS-RTK和全站仪组合的数字测图方法.实际应用表明,该组合方法克服了单独使用GPS-RTK或全站仪的固有缺点,较单一测图方法具有一定的优越性。
【关键词】数字测图;GPS-RTK;全站仪1 引言利用先进的测量仪器(如GPS接收机、全站仪等)和自动化成图软件,进行以数字信息表示地图信息已经成为现代测绘技术新潮流。
随着工程质量要求的不断提高,单一使用GPS -RTK 或全站仪已经无法满足实际测量工作的需要,这样就要求我们在同一工程中灵活采用两种方法相结合的方法。
2 组合GPS-RTK和全站仪的数字测图方法GPS-RTK(Golbal Positioning System-Real Time Kinematic)GPS实时动态差分技术,是近年来发展的一项新的GPS测量技术。
其关键在于使用了GPS的载波相位观测量,并利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性,通过差分的方式除去移动站观测数据中的大部分误差,从而实现高精度(分米甚至厘米级)的定位。
GPS- RTK 的测量误差包括GPS定位误差和坐标转换误差等两个方面:GPS 的定位误差,主要包括HRMS(水平误差)和VRMS(高程误差);坐标转换带来的误差,它主要由投影误差和已知点传递的误差组成,但已知点传递的误差影响较大。
一般情况下,人们关注的主要是GPS 的定位误差。
RTK 法实时提供的流动站点在指定坐标系中的三维定位结果,其平面定位精度可达到1cm+ 1ppm,高程定位精度达到20mm+ 2ppm。
GPS-RTK技术在应用中遇到的最大问题就是参考站校正数据的有效作用距离。
GPS误差的空间相关性随参考站和移动站距离的增加而逐渐失去线性,因此在较长距离下(单频>10km,双频>30km),经过差分处理后的用户数据仍然含有很大的观测误差,从而导致定位精度的降低和无法解算载波相位的整周模糊。
GPS-RTK与全站仪在工程测量中数字测图的应用杨智聪

GPS-RTK与全站仪在工程测量中数字测图的应用杨智聪发布时间:2021-08-26T01:40:05.932Z 来源:《建筑学研究前沿》2021年9期作者:杨智聪[导读] :随着我国的发展,人们对于测绘行业的技术探索越来越先进,数字测图应运而生,而 GPS-RTK、全站仪等仪器设备是数字测图需要应用的关键仪器设备。
两种仪器各有各的特点,在数字测图方面,对 GPS-RTK同全站仪的联合作业,能够使数字测图的作业效率和测量精准度得到提高。
因此,本文对 GPS-RTK与全站仪联合作业在数字测图中的应用做出分析。
杨智聪身份证号码:41112119930102xxxx摘要:随着我国的发展,人们对于测绘行业的技术探索越来越先进,数字测图应运而生,而 GPS-RTK、全站仪等仪器设备是数字测图需要应用的关键仪器设备。
两种仪器各有各的特点,在数字测图方面,对 GPS-RTK同全站仪的联合作业,能够使数字测图的作业效率和测量精准度得到提高。
因此,本文对 GPS-RTK与全站仪联合作业在数字测图中的应用做出分析。
关键词:GPS-RTK;全站仪;数字测图;工程测量1测图基础与仪器原理1.1 数字化地形图基础数字化测图是利用计算机强大的数据处理和图形处理功能将野外测图数据进行成图,绘图及输出并以电子数据的格式保存在计算机上的一种测图方式。
数字化成图有以下几种:地面测图、数字成图、航空测图、计算机制图等。
其特点表现在以下几个方面:操作方便简单、测量精度高,工作效率高,能够很好地满足当前基于数字编码成图、制图、出图的要求,且由于仪器设备布置简便,为野外测量带来了极大的方便,减轻了测量工作者的劳动强度,我们的测量工作也更加简单快捷,使数字化测量技术有了更好的发展,很好地拓展了应用领域.。
1.2RTK测量基本原理在GPS测量中,像静态、动态测量都需要厘米级的精度,从而进行后一步的操作,而RTK也叫实时差分定位技术,这是一种能够在野外测量时候,能够快速得到厘米级定位精度的测量方法,由于RTK的出现,让测量方法变得简易,同时极大地提高了野外作业效率,节省了人们的时间和精力。
GPS-RTK在数字测图中的应用

GPS-RTK在数字测图中的应用摘要主要介绍了2种不同的测量仪器和不同的测图方法,即常规全站仪测图与GPS- RTK 测图,对2种测图方法的原理、作业流程等方面进行了对比分析,找出了影响全站仪测图和RTK测图的各种因素,并通过实例及实测精度分析,得出RTK进行测图是可以代替全站仪测图的,RTK测图不但省时省力,而且精度较高,分布均匀,是今后测绘工作中可以推广应用的一种测图方法.对于某些较为复杂的地貌,如果把2种方法结合起来,可实现优势互补。
关键词:全站仪测图,RTK测图,应用A STUDY ON APPLICATION OF GPS-RTK INTODIGITAL MAPPINGABSTRACTTwo different measurement apparatus and methods are presented:the RTK measurement and the electronic total station measurement.By analyzing the two measurement principles and the working process the paper points out the factors which affect the TRK measurement and electronic total station measurement. Based on the analysis of the examples and measurement accuracy.it is concluded that the electronic total station measurement can be replaced by RTK measurement because the TRK measurement is timesaving,labor.saving,highly accurate and distributing homogeneously,which will be a method of measurement in future.Under some complicated geographic conditions,the two methods can be supplemented each other if they are combined.KEY WORDS:electronic total station measurement,RTK measurement,experiment目录目录 (3)第一章绪言 (4)第2章常规全站仪测图 (6)2.1 全站仪简介、功能及测距原理 (6)2.2 全站仪的操作与使用 (7)2.3 全站仪的测图原理及测量方法 (8)第三章GPS-RTK测图 (9)3.1 RTK的基本原理、正常工作条件、坐标转换及精度要求 (9)3.2 RTK的测图方法 (11)3.3 RTK技术在数字测图数据采集过程中的一些常见问题解决的方法 (12)3.4 RTK的误差特性及控制方法 (13)3.5 RTK成果的质量控制和优化布测方法 (14)第四章全站仪与RTK数字化测图的比较 (16)第五章GPS-RTK在甘肃省白银市平川区王家山镇井儿川土地整理项目中的应用 (18)5.1 测区概况及控制点布设 (18)5.2 测区精度评定 (18)5.3 测区成果 (20)第五章结论及展望 (20)参考文献 (23)致谢 (24)第一章绪言2009 年国家测绘局评选出了,50 年来十大测绘科技事件。
GPS-RTK与全站仪结合在测绘地形图中的应用

GPS-RTK与全站仪结合在测绘地形图中的应用摘要:近年来,随着在我国经济高速发展,全国工程建设的项目也在逐渐增多,因此建设行业对地形图的要求和需求也变得愈加迫切。
不仅如此,目前建设行业对地形图的实时性和实用型的要求已经不同以往,要求更加精确。
近年来GPS系统技术已经进一步完善成熟,被广泛应用到数字测图中。
但是仅仅应用GPS技术制图是不够的,在数字化测图中,将GPS RTK与全站仪联合到一起的方法可以提高测绘的精确度与效率。
本文借以地形测绘图为例,介绍了GPS RTK 与全站仪在测绘地形图中的应用与方法,并对该方法操作方法进行了大致阐述。
关键词:GPS RTK 全站仪地形图测绘GPS与RTK技术分析众所周知,GPS实时动态测量技术,简称RTK。
其具体作业方法是在已知的一个点上面设置一台GPS接收机作为基准站。
并将一些必须的数据,例如基准站的高程等等输入GPS的控制手簿,设置一台到多台不等的GPS接收机装置作为流动站。
基准站和流动站可以同时接收卫星信号。
由此可见,采用RTK技术进行地形图测绘,不像以往那样,要求点之间严格进行通视,只要一个人挟着GPS流动接收机在等待测量的地物地貌碎部点进行数据的采集,并且通视输入地物编码,再通过控制器手簿,便可以实时测定碎部点的三维坐标,获得准确数据。
最后再通过专用的测绘软件接口下载数据,利用成图软件对地形图进行编辑即可。
GPS RTK 的测量方式按照基准站的假设方式可以分为两种。
第一种是基准站架设在已知点上,然而这种方法比较麻烦,需要手动启动基准站的接收机才可以,架设的地点也十分受限制。
因为因此这种方法不是我们提倡的。
第二种方式,是把基准站架设在高处,任意位置均可,这种方法比较方便。
便于我们接受和发射信号。
因此我们提倡这种方法。
另外,必须要提及野外作业的部分。
采用GPS RTK 协同全站仪进行数字化测图的作业流程包括几个步骤,分别是控制测量,图跟点测量,碎部点测量和数字化成图。
浅析GPS(RTK)联合全站仪在数字测图中的应用

浅 析 G S R K) 合全 站仪 在 数 字 测 图 中的应 用 P(T 联
何其 贵 , 高子 云
( 重庆市地质矿产勘查开发局JJ I 东南地质大队)
摘
要: 主要介绍 G S R K 的基本原理、 P (T ) 全站仪的基本原理及联合作业的过程 。通过实例证明: 在地形测量 时, 旷地 区的地形 、 空 地物
图 3 P ( T 配合全站仪作业流程图 G S R K)
誓穗站
图 1 P 【 T 的 基 本 原 理 G S R K)
5 P ( T 配合全站仪在数字测图中实例应用 G SR K)
51 测 区 的基本情 况 .
本测区位于西南某校 内, 面积 约为 0 k , . m:交通较为便利 , 6
测量、 对边测量 、 放样测量、 偏心测量 、 后方 交会测量 、 面积计算
等 。特 别 注 意 的 是 只 要 开 机 , 电子 测 角 系 统 即 开 始 工 作 并 实 时 显 示 观 测 数 据 ; 它 测 量 功 能只 是 测 距 及 数 据 处 理 。它 可 以 同 其
5 作 业技 术标 准 . 2
图 2 全 站仪测 图的基本流程
构 筑 物 时 , 利 用 G S(T 采 量 。这 样 就 比传 统 的 测 量 技 术 大 大 的节 约 了 时 间 , 高 了工 作 提 效率 ( 图 3 。 如 )
作原理及模式如图 1 所示 。
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移动站 , 基准站根据 该点的准确坐标求 出其到卫星 的距离 改正
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GPS-RTK技术联合全站仪在数字测图中的应用摘要:讨论了GPS和RTK在数字化测量方面的应用及两种技术在不同条件下的互补。
联合全站仪的应用,提高了测量效率和粘度。
关键词:GPS-RTK 全站仪拟合数字测图
随着GPS系统在硬件上的飞速发展,以及差分解算技术的逐步改善,GPS-RTK技术上越来越成熟,获得的数据的可靠性有较大提高,已经被广泛应用到数字化测图中。
采用GPS-RTK定位技术,进行数字化测图,可以在大范围内进行控制测量,弥补了全站仪控制测量范围较小的局限性。
GPS-RTK不仅提高了测图的效率和精度,而且测站之间无需通视,同时提供三维坐标,观测时间短,自动化程度高,遇到紧急的测图任务时,甚至可以全天候作业,可在任何地点、时间,连续作业,不受天气情况的影响。
它打破了分级布网,逐级控制的原则。
这些优势来克服全站仪的不足,同时用全站仪的优势来解决RTK作业受卫星状况限制,高程异常,和稳定性的问题。
达到互补,减少误差,提高效率,保证数字测图质量的目的。
1 RTK的工作原理
GPS-RTK是GPS差分解算技术发展到一定阶段的必然产物。
它是以载波相位观测量为依据的实时差分GPS测量技术。
由一个基准站和若干个流动站、通讯系统组成,对于流动站来说,它不仅要采集GPS观测数据,同时,通过通讯系统,接收来自基准站的数据,并在系统
内组成差分观测值,实时处理,给出厘米级的定位成果。
流动站可以静止不动,经过一段时间的观测,可以获得与基准站之间的基线,亦可运动,实时获得各个地物点的三维坐标或者运动的轨迹信息。
2 RTK控制测量
对于常规数字测图来说,首先要进行控制网测量,联测国家控制点,无疑,对于全站仪来说,工作量是非常巨大、耗时的。
用到GPS-RTK技术,可以直接通过静态方式联测国家控制点,获得准确的坐标。
由于兼顾用到全站仪,所以在选点时,要注意以下两个问题:(1)控制点要选在地势较高,有利于接收卫星信号的地方,同时要避开高压塔,通讯塔等,防止信号受到干扰。
还要远离大面积水域,避免多路径反应。
(2)控制点的布置尽量均匀,使测量的数据精度水平接近。
对于树木、房屋较多的地区,可适当加密控制点,便于使用全站仪测量。
3 RTK碎部测量及坐标转换
对于RTK来说,既可测量图根点,也可进行碎部数据的采集,对于地势较平坦,四周无明显遮蔽物,且不存在较高建筑的情况下,可使用RTK快速作业。
利用RTK进行碎部测量,可以不必画草图,碎部点的记录存在特定的格式,这种格式存储有点名、编码,能被数字测图软件所识别,在进行图形编辑时就能被处理,在野外可实现一人一流动站的作业模式,同全站仪相比,节省了大量人力。
设置基准站时,并不一定非要
架设在控制点上,它可以袈设在任意地势开阔的地方,将仪器调平即可,通过流动站校正控制点,实现坐标数据的校正。
此外,在流动站中,还要输入求解的坐标转换参数,取决于所要上交的地形图的坐标系统。
参数分为四参数和七参数,一般来说,四参数的求解相对简单,作用的距离也有限,根据经验,一般在4km范围之内,适用于小范围的地形测量任务。
大多数的RTK系统都采用四参数进行实时转换,距离较远时,则要控制RTK的作用距离,减少尺度误差。
对于大面积的地形测量来说,应该选用七参数进行坐标转换,它需要至少三个公共点。
它的特点是作用范围比较大,方便基准站的任意选择,在使用过程中测量精度相对稳定,精度也很高。
4 GPSp
5 全站仪测量碎部点
对于GPS接收卫星信号不太好的地区,例如高楼林立的街道,就要采用全站仪进行碎部测量,与GPS-RTK优势互补。
全站仪是把测距、测角和微机处理芯片结合在起来形成一体化的测量仪器,它能够实现自动控制测距、测角、自动计算水平距离和高差等,同时,又可实时地显示所测得的坐标,方位角等。
其内部集成了很多实用的测量程序,例如悬高测量、自由设站、后方交会、前方交会等。
利用全站仪进行数字测图时,主要是通过极坐标法获得碎部点的坐标,工作原理为以测站
为中心,利用已知方向定向,测量至目标点的距离和角度,通过内部的处理芯片,计算出目标点的坐标。
对于极个别通视条件不太好的地区,可以采用自由设站,但在一站内至少要观测两个控制点。
通常习惯上仪器至后视点的距离要比仪器至地物点之间距离要长一些,达到长边控制短片的目的。
野外采集碎部点时,要绘制人工草图,在草图上记录各个点之间的联系,以及地物、地貌的属性信息。
有时在外业时,不方便联测控制点,可以先采用假定的坐标系统和假定的高程系统进行测量,然后通过参考GPS所测的控制点坐标来校正、转换所测得的数据。
打破了“先控制,后测量”的原则,为外业节省了大量时间。
它的主要缺点是要求前后通视,受地形的影响大;还要建立足够密度的控制点,投入大,作业量大,外业作业时间比较长。
6 联合测量
利用RTK与全站仪联合测量,作业分为两个部分:(1)利用RTK测量控制点,大量的经验表明,RTK技术测量控制点完全满足数字测图的精度要求,它不但能够实时地知道定位结果,查看定位精度,而且对于大范围的控制测量,精度更加可靠。
随着范围的增大,GPS做控制测量的优势更加明显。
(2)利用GPS-RTK和全站仪进行碎部点测量,这样,不但能够利用RTK解决全站仪前后通视的问题,还能够利用全站仪克服RTK在局部地区接收信号不好的弊端,避免了单独使用全站仪或者RTK作业的局限性。
有时,为了检测GPS所测数据的可靠性,还要用全
站仪对其数据进行抽查,保证提交的作业成果质量。
本文是在已有的有关全站仪和GPS-RTK技术应用成果的基础之上,加上大量的实践经验,对GPS-RTK与全站仪的联合应用作了进一步总结,重点研究了它们各自的特点,以及联合的方式及原因,探讨了全站仪与GPS-RTK联合作业的可行性及优势。
在实际野外测量时,联合使用RTK和全站仪,可以解决实际问题,提高工作效率,降低生产成本。
参考文献
[1]潘正风,杨正尧.数字测图原理与方法[M].武汉:武汉大学出版社性,2003.
[2]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.。