集全站仪和GPS(RTK)联合数字测图(5)

　　众所周知，在传统测图中，地面点平面位置的误差受下列误差的影响：

1.        图根点的展会误差M展

2.        测定地物点的距离误差M距

3.        测定地物点的方向误差M刺M绘

4.        地形图上地物点的刺点误差M刺

5.        清绘时所造成的误差M绘

　　综上所述，地形图上地物点平面位置的误差可用3.1式表示：

M²物=M²_展+M²_距+M²_向+M²_刺+M²_绘+M²_物                       （3.1）

以1:1000比例尺，最大视距为100米为例，根据经验，有下表：

表3.1 地面点平面位置的误差

而在数字测图中，因为是自动展点，所以图根点与地物点的展绘误差可忽略不计，看作0。则剩下的M距、M向。取方向中误差为标称精度的3倍极限，因为是半测回测角，所以方向的误差为6x2x3=17″，去碎部点至测站的距离为300m，则M向=17/206265x300=0.024m，测距仪的标称精度3+5ppm。顾及测量中棱镜不到位等各项因素的影响，取经验值0.020m。则该实测的该平面点相对于图根点的误差为0.032m。

　　由上可见，在视线良好的情况下，由于全站仪相对于经纬仪测角、测距精度的提高及计算机的应用，测量碎部点的距离可以放大，图根点的密度可以作相应的降低，边长可以放宽至100到300米。对于支站，也可以不受2站的限制，根据本人的实践，支3到4站的精度还是可以达到要求的。当然，在城市密集区和通视不好的条件下，顾及以后地形图修测或工程放羊的要求，图根点的密度应增加。

　　2.GPS(RTK)点的选择及GPS控制网的布设

考虑测区范围较小,依据全球定位系统测量规范及GPS点位布设的要求，本次布网以E 级GPS 控制网作为测区的首级控制。该网布设了4个E级GPS控制点，分布在测区的边界的主干道上。本GPS 控制网以同步环为基本单元,采用边连接方式。将两个已知点和两个待定点联结成如图3.3的网型：

图3.2 GPS网型

　　3.GPS的外业观测

　　采用三台南方GPS接收机按照规范和要求已静态方式进行同步观测。观测时按照观测前做好的观测计划利用对讲机相互联络, 同时开机并认真及时地逐项填写测量手簿中的各项内容。

　　4.GPS基线向量的解算

　　GPS 基线向量的解算采用南方公司提供的随机软件进行。对当天采集的数据在当天晚上及时地传输到计算机中, 并检查外业记录和输入点号、点名。检查测前和测后天线高是否有变, 取其均值输入天线高, 对同步环、异步环闭合差及复测基线进行检查, 以便发现不合格成果。根据情况决定淘汰、重测或补测, 该网各条基线均符合精度要求。

　　5.GPS 平差计算及检核

　　GPS 控制网的平差计算也采用南方公司提供的随机软件进行。三维无约束平差采用WGS84 椭球, 参考坐标系采用WGS84 坐标系。根据基线解算成果, 首先进行三维无约束平差, 然后以G16和G17两个三等已知GPS 点的平面坐标和高程作为该网的起始数据进行三维约束平差。

　　6.高程检测

　　在测图前, 们用RTK对两个已知的水准点进行检测，G16点的已知高成为100.00m检测值为100.01；G17点已知高程为99.99m检测值为100.01m与已知值相比较，均在限差范围内，说明利用RTK 进行图根高程测量精度是可靠的。

　　7.图根控制测量

　　观测待定点之前我们设置机内精度，我们设置机内精度指标预设位点位中误差+2.0cm，高程中误差+3.0cm 。观测时注意点位几何图形强度因子，每个控制点观测两次，双观测值的点位坐标差值≤+5cm ，取中数作为最终结果。为了科研需要，所有控制点均施测水准高程（外围三等内部四等），所以我们在观测时随时检查点的RTK高程。在数字测图时，对所有的控制电（包括E级点）进行了RTK观测。经过比较后可以看出，平面精度完全可以满足城市一等要求，待定点举起算点（基准点）超过1公里时，RTK观测高程百分之九时可以满足四等要求（作业半径小于6公里），RTK高程完全可以满足图根点和地形测图的需要。

　　3.1.5 碎部测量

　　数字测图中，碎部测量的主要方法为极坐标法，在实测得多数碎部点的坐标后，可以用软件中的方向交会、距离交会、十字尺测量法或两算定点等方法来取得其余各点的坐标，在辅以软件中的偏移、拷贝、延伸等功能，得到最后的图形。

　　在本次地形图测绘中，没有专门进行图根控制测量这一环节，而是利用RTK实时动态定位功能随时为全站一测图提供图根点。

　　按照《城市测量规范》中地形测量的要求进行地形图的碎部测量。测量方法是全站型速测仪与动态全球定位系统GPS —RT K 联合进行地形要素的自动采集和存储,并通过成图软件进行机助成图。对于开阔的地段(主要是田野、公路、河流、沟、渠、塘等) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位(RT K) 测量模式进行全数字野外数据采集。实地绘制地形草图,对于树木较多或房屋密集的村庄等采用RTK 给定图根点位,利用全站仪采集地形、地物等特征点,实地绘制草图,回到室内将野外采集的坐标数据通过数据传输线传输到计算机,根据实地绘制成草图,经人机交互编辑后由计算机自动生成数字地图。

　　3.1.6外业操作的一些注意事项

　　1.在地形测图中, 对全球卫星定位系统基准站的要求^[10]：

　　(1)应将基准站架设在测区的中央, 并远离高压线和无线电发射塔50 m 以上。根据已知点进行点位校正和检核RTK的可靠性。

　　(2)基准站上的仪器应精确对中, 严格整平, 整平精度偏差不超过半格, 对中不超过1 mm 。

　　(3)接收机接收卫星的高度角应设置为15°。

　　(4)基准站天线高度应在3 个方向上量取3 次, 互差< 3 mm , 取其平均值作为基准站的天线高度, 取至mm 。

　　2.在地形测图中对流动站的技术要求：

　　(1) 卫星高度角≥13°。

(2) 观测卫星个数不< 5 颗。

(3) 流动站应在基准站控制转换范围以内, 距离基准参考站< 10 km 。

(4) 每次观测前, 应先对已知点或已测点进行检测, 直到满足精度要求后再继续测量。

(5) RTK 固定时才能进行测量。

(6) 测点相对图根点的相对中误差不得> 图上012 mm (实地20 cm)

(7)运用RTK 给定图根点时, 应尽量选择通视良好, 且易于仪器搬运和操作的图根点, 因此平房以及十字路口是比较理想的图根点选择的位置, 切记给定后视点作为检测。