GPS-RTK联合全站仪数字测图在地籍测量中的应用

发表时间:2020/6/16   来源:《城镇建设》2020年8期   作者:陈学伟
[导读] 地籍测量是土地管理工作的重要基础

         摘要:地籍测量是土地管理工作的重要基础,本文对GPS-RTK联合全站仪数字测图在地籍测量中的应用情况进行了详细探讨,结合实例,充分验证了GPS-RTK联合全站仪既可快速布设控制点,又能高精度快速采集碎部点的三维坐标,两者实现了优势互补、取长补短,这样可以大大加快野外数据采集的速度,提高工作效率。
         关键词:RTK;全站仪;地籍测量
1.引言
         目前,在城镇地籍测量中,常规的地籍测图方法己逐渐被数字化测图所代替。在数字化测图中数据采集设备主要有GPS-RTK与全站仪,两种测量方法都有自己的优点,同时其不足也是并存的。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工作的需要,这样就出现了在同一工程中同时采用两种仪器的情况,即GPS-RTK的测量成果常为全站仪所用,全站仪测量值又常作为检校GPS作业的依据,这样既解决了水平方向遮挡(全站仪)问题,也解决了上方遮挡(GPS-RTK)问题,避免了单独使用GPS-RTK或全站仪作业的局限性,实现了优势互补、取长补短,既可快速布设控制点,又能高精度快速获得三维坐标,这样可以大大加快测量速度,提高工作效率。
2. GPS-RTK联合全站仪数字测图方式简介
         全站仪具有设站灵活、操作简单、自动记录、自动计算可直接获取地面点三维坐标,但其缺点是要求通视,受地形和人为因素影响大,并且需建立足够的控制点,作业量大,投入也大,外业时间较长;而GPS-RTK测量,可全天候进行,省去了大量的控制测量时间,无需与测站通视,工作效率很高,定位精度均匀,作业自动化、集成化程度高,在地形简单,天空开阔的地区,其优势更加明显,但在单基站模式下受到作业半径的限制或遇到高大障碍物时,就很难接收到卫星和无线电信号,即使能够获取到数据,精度也受很大影响。
         常规地籍测量工作遵循“从整体到局部,先控制后碎部,分级布网,逐级控制”原则。具体工序包括首级控制网、加密控制网、图根控制网、特征点数据采集和成图。从工作流程可以看出,完成一个测区的测量工作需要数次进出作业现场。针对上述情况,利用GPS-RTK协同全站仪联合采集数据方式进行作业,用以克服作业过程中工序过多的弊端。简化原有的首级、加密、图根的选点、观测、计算过程,再据此进行界址、特征点数据采集的作业方式。从而达到提高作业效率,加快施工进度,减少对中误差和定向误差,保证成果质量,节省人力物力的目的。利用GPS-RTK与全站仪联合测量的作业模式主要分为两个步骤:
         (1)利用GPS-RTK测量图根控制点,既能实时知道定位结果,又能实时知道定位精度,这样可以大大提高作业效率。
         (2)利用GPS-RTK和全站仪联合测量碎部点,这样不但能解决水平方向遮挡(全站仪)问题,也解决了上方遮挡(GPS-RTK)问题,避免了单独使用GPS-RTK或全站仪作业的局限性。应该注意的是在全站仪利用GPS-RTK所测的图根点进行设站时,要进行必要的检核,这样才可以避免GPS-RTK信号遮挡等原因造成的粗差,保证测图精度。
         如果已知控制点离测区很远,为了加快测图进度,在利用GPS-RTK引测控制点时,全站仪施测组可先用假定坐标系统和高程系统进行作业,外业结束后,参照RTK所测控制点坐标利用数字成图软件中坐标转换功能进行坐标转换。这样就打破了“先控制、后碎部”的原则,为外业工作节约了时间。GPS-RTK与全站仪联合作业,达到了优势互补、简化程序、减少误差、提高效率、保证质量、节省人力和物力等目的,在目前不失为一种行之有效的作业模式。
3.实例应用
3.1项目介绍
         测区位于嘉峪关市嘉东工业园区,交通繁忙、建筑物密集、道路两旁树木茂密。本次地籍测量总面积约13.3km2,用地种类繁多、权属关系复杂,权属界址点数量大,宗地数目较多共127宗。

由于测区范围较大,短时间内很难完成这么大量的地籍测量工作,由此,本次地籍测量任务采用甘肃CORS网络RTK进行首级控制测量,并直接测量细部地物点和界址点,加密图根点,部分隐蔽区域或者没有CORS信号的地方配合使用全站仪进行测量。
3.2实施过程
         外业测量以“街坊”为单位,主要分为四个阶段:街坊调绘;RTK布图根控制点和测量;全站仪碎部测量;内业数据处理。
(1)街坊调绘
         外业调绘是内业编辑及制作最终地形图的主要依据。此次调查所用的全部是纸图调绘,所以对像片调绘不做分析评价。进行纸图调绘的目的是为了解测区内哪些地物发生了变化,对图上所有地物定性调绘。
(2)GPS-RTK布设控制点并测量
         根据调绘成果进行分析,对需要测量的地物布设图根控制点。布设控制点一般用甘肃省CORS站和在未知点架设基准站两种方法。在布设控制点的过程中操作程序都一样的,需要先进行点校正,点校正所用的控制点是已知高等级GPS控制点,一般误差在2厘米之内。以其中一个街坊为例,布设控制点的时候要对控制点进行拍照,并做点位记录表。外业人员在基准站架好仪器即可开始测量,一般为两人一组,一人在基准站上,一人背着仪器到每个界址上立杆并记录数据,一般取3秒作为一个记录单元,在记录数据时要求测量人员立点要准确,尽量稳住对中杆,同时画出草图,以便为内业整图时提供参考。在完成图根控制后,我们使用GPS-RTK测量模式对测区内较为开阔的田野、公路、河流、沟等地区进行全数字野外数据采集。
(3)使用全站仪进行碎部测量
         在村庄附近及有信号遮挡的地区,我们使用全站仪进行全数字碎部测量。碎部测量也是这几个过程中最系统、最完整的一项工作,耗费的人力物力和时间也是最多的,因为它是对前两个步骤的承接和完善。碎部测量首先要调整好仪器,在测量前必须将要测量的区域内的图根控制点数据导入仪器内。在测量时画好草图,方便内业处理时画图。
         准确地测定界址点的位置是土地产权管理的前提,界址点是地籍图中最重要的要素,使用全站仪,通过极坐标方法进行平面界址点坐标测量是将全站仪安置在测站点,选择仪器上的二维坐标测量模式,输入测站点的二维坐标、定向点的二维坐标,瞄准定向点进行后视定向并检查,然后照准目标点(界址点)上的棱镜,按坐标测量键,仪器就利用自带程序计算并显示界址点的二维坐标值。
(4)内业数据处理
         内业数据处理主要包括制作地籍图和宗地图,地籍图是专题图,它首先要反映地籍要素以及与地籍有密切关系的地物,其次在图面载荷允许的条件下,适当反映其他内容。地籍要素要反映充分、明显,其他要素摘要表示,一般可舍去细部、次要的部分。地籍图内容主要有地籍要素、地物要素和数学要素。在城镇地籍测量中,一般面积量算以宗地为单位,利用测量的界址点计算面积。目的是摸清城镇土地利用现状,以便为城镇建设作参考,全站仪测量之后的数据也要在Excel表格中进行处理。
         图形文件在CASS9.1平台下生成,图形比例尺为l:500,将处理过的碎部点数据以*.dat格式输入计算机,根据外业所绘草图,通过软件编辑,连线成图。为了避免接边误差,将整个测区的图形编辑在一起,根据需要进行分幅。
4.结束语
         目前,GPS-RTK和全站仪的价格已经大幅下降,仪器的稳定性也得到逐步提高,各单位都已充分配备,但是,GPS-RTK和全站仪各有其适用条件,对于复杂的测区环境(如测区上空有遮挡的地区),如果单独使用一种仪器进行作业,就可能会影响工程的进度甚至无法完成项目,因此,我们要扬长避短,充分发挥两种仪器的优势进行联合作业,实践证明,该方法可以大大加快野外数据采集的速度,提高工作效率。
参考文献:
[1]胡志刚,花向红,韩红超,等.GPS-RTK技术在地籍测量中的应用研究[J],测量信息与工程.2007(5):46-47.
[2]刘娟,郝建新,张金榜.浅谈GPS—RTK技术在地籍测量中的应用[J],科技信息:科学·教研,2007(3):63-64.
[3]张风录,陈品祥GPS RTK在城市导线测量中的应用研究[J],测绘通报.2005(7):13-16.
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