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1、GPS 和全站仪在城市测绘论文：浅谈 GPS 和全站仪在城市测绘工作中的应用摘要：本文首先对静态 GPS 和 GPSRTK 在控制测量和碎步点测量中的操作步骤进行了说明，以及在城市密集的区域如何使用全站仪进行布网和加密。其次又详细的介绍了 GPSRTK 和全站仪在碎步点测量的使用方法。 关键词：控制测量 碎步测量 静态 GPS GPSRTK 1、引言 随着科技的发展，测绘技术的不断更新，野外测绘已经由传统的经纬仪转向更先进的 GPS 和全站仪，这给野外工作注入了新鲜的血液，给测绘工作者带来了很多的测绘理念，同时也大大提高了工作质量和效率。下面就个人观点介绍一下 GPS 和全站仪在野外测绘中的作
2、用。 2、控制测量 2.1 静态 GPS 和 GPSRTK 技术 首先要了解测区的地理位置和特点以及等级点的分布情况，查看控制点保存是否完好。最好在测区靠中间的范围找到两个以上的高等级已知控制点，就能利用静态 GPS 做测区首级控制网，按静态相对定位模式的精度可达 10 或更好，GPS 接收机要有两台以上，越多越好。找已知点要尽量选取等级高（一般采用 D、E 级点） 、统一整体网、同一时期的控制点，已知点最好能在测区均匀分布，并测更多的高程已知点，6 个点以上才能进行高程曲面拟合。 测区精度要求较高时，可以利用静态 GPS 按静态相对定位模式做控制网时要在每个站点连续观测 60min 以上（根
3、据各观测点的地理条件可以调整测量时间一般45min） 。图根点的测绘可用利用动态GPS（RTK）来完成，GPSRTK 技术特别适合测地形点，因为它时间短、精度高大大的提高了测绘效率。 2.2 全站仪布网和加密 城市密集地区和小面积测区（GPS 无法使用的测区） ，可以使用全站仪进行测绘，并用其相应的软件进行坐标计算，大大的提高了成果的精度和效率，比传统的测绘方法更加的快捷、方便。其原理是：以三角形的图形把它们连接起来，构成三角网每一个点设置一套棱镜，准确的观测三角形的内角，并至少测定三角网中的一条边的长度和方位角，用一定的投影计算公式，将这些观测成果化算到某一投影面上，使地面上的三角网转化为投
4、影面上的三角网，以化算后的平面边长为起始边，用平面三角形的正弦定理，依次解算各个三角形，算出的所有边长；以化算后的平面坐标方位角为起始坐标方位角，用化算后的平面角，依次解算出各边的平面坐标方位角。算出各相邻点间的坐标增量。已知点的平面直角坐标和坐标增量，逐个求出平面直角坐标。 3、碎步测量 碎步点测量一般为两种形式，一种是动态 GPS RTK，一种是全站仪。这两种测绘方法，是传统测绘方法无法超越的，其精度高、速度快、大大的节省了时间。遇见地形开阔的测区可以用 GPSRTK和全站仪测量，遇见房屋较多的测区可以用全站仪测量。而且GPSRTK 和全站仪可以配合使用，在遇见较复杂的测区时，可以选择一块
5、开阔的地区用 GPSRTK 做图根点，测量时间尽量长一些大约在 10 秒左右就可以了。然后再配合全站仪进行测绘。 3.1 GPSRTK 的使用方法 (1) 原理： GPS RTK 测量模式要求至少两台同时工作的 GPS 接收机，在这两台接收机的 GPS 实时动态测量系统中，其中一台接收机被指定为基准站，另外一台为流动站。基准站接收机通常置于一个已知点上，即经度、纬度和高度已知的点。实际操作中，基准站系统采集来自可用卫星的原始数据。该原始数据经包装后，由串行端口送往待命的无线电发射机。发射机对包装后的原始数据进行广播，任何接收机都可以接收。这就是 GPSRTK 系统中基准站接收机的工作原理。 G
6、PSRTK 流动站是系统的实用部分。流动站通常可放置于背包中，携带方便。使用者通过掌上电脑（电子手薄）或数据采集器与接收机交换数据。实际操作中，流动站电台接收基准站发来的，包含基准站接收 GPS 原始数据的信息。电台将收到的基准站原始数据经由串口转往流动站接收机。与此同时，流动站 GPS 接收机会在其当前位置采集本机的原始数据。来自基准站 GPS 接收机与流动站GPS 接收机的原始数据汇集在流动站接收机中处理，以计算出两个接收机之间精确到厘米级的基线向量。最后，流动站接收机利用已知基准占位置和基线向量来计算流动站位置坐标。这就是 GPSRTK系统中流动站接收机的工作原理。 根据以上所述基准站和
7、流动站的运作，使用者可携带流动站系统在测区往来行走，又快有准地进行定位测量和放样测设工作。由于即时计算点位坐标，使用者对系统的正常工作可实时监察。基准站传输原始数据时并不限制接受对象，所以适配某一基准站工作的流动站数量不受限制。 (2) 操作方法： 1)准备工作：各部件电池的充电；在掌上电脑（手薄）里建立新的工作项目；将控制点坐标输入手薄中。2)建立基准站：建立基准站很重要，这直接关系到测量成果的质量和效率。一般要按照这两点。一是，基准站 GPS 天线与地平线 15 度以上没有（或少有）障碍。相对周围的地形，站点应处于较高处，基准站电台天线的架设：各部件结构及相关关系连接即可。3)参数设置：设
8、置基准站：点击基站设置，输入准确坐标；控制点联测：用流动站采集其他控制点并输入点名，用于填加或检核投影解算中的控制点。4)数据采集：数据采集是用来在当前工程中采集新的点。一般我们采集碎步点的历元为 5，特殊的碎步点可根据实际情况采集历元。5)仪器参数设置：仪器的一些基本参数是设置好的，无意修改了这些参数时，将会直接影响到仪器的卫星接收效果、流动站与基准站数据衔接等等。所以我们也应该了解这些参数是怎么设置或更改的。接收卫星截止高度角一般为 150，其他设置只要基准站与流动站、流动站与手薄之间相互统一即可。有利于我们发现和解决问题。6)数据下载：对于每天采集下来的测绘成果。我们应该当天的工作当天就
9、完成，也是对我们辛勤劳动的到成果进行保护。建议一天一下载。 3.2 全站仪方法 全站仪是在原经纬仪的基础上，增加了测距仪，计算芯片，储存设备。基本上取代了原有的经纬仪。他的发明使现代测绘有了一个新的认识。 基本测量方法： (1) 角度测量：照准第一目标 A；设置目标 A 的水平角为0000；照准第二目标 B，显示屏显示目标 B 的 V/HR 或 V/HL。 (2) 距离测量：开机后一般处于测角模式，此时照准棱镜中心，点击测距，距离测量开始。信号回光后在点击测距这时屏幕上会显示水平角（HR）,垂直角（V）和斜距(SD). (3) 放样：该功能可以显示出测量的距离与输入的所要放样的距离之差。首先在
10、距离测量的模式下按F4（）键，此时我们可以通过F1、F2、F3三键，来选择水平、高差和斜距三个模式。键入后，可依据显示屏上显示，输入所要放样的数值，按回车键后，显示屏会显示测量距离与放样距离之差，然后根据提示移动棱镜，直至距离差为零为止。 (4) 偏心测量：一般的全站仪在距离测量或坐标测量模式下都支持偏心测量这一模式。以在距离测量模式下为例：按F4键翻至下一页，在上面讲过的的放样功能前有偏心模式，按F1键进入该模式，其中又有角度偏心、距离偏心、平面偏心和圆柱偏心等子模式。继续键入后，依据提示进行即可，具体步骤略。偏心测量在地形图修测过程中，对电杆、门柱等的测量有着很好的效果。 (5) 坐标测量
11、： 1.测站点坐标的设置，在坐标测量的模式下，按F4（）键，进入第二页功能。2.按F3（测站）键。3.按FI(输入)键，进入测站点坐标 N、E、Z 的输入模式，此坐标可以是北京 54 或其当地坐标。然后返回到坐标测量模式即可。此功能关电源后可保存。(6) 悬高测量：按MENU键，在按F4翻页，进入（程序）界面，便有F1（悬高测量）键，键入后依据提示，有输入镜高步骤。输入并确认回车后，即可照准棱镜按测量键测量。回光后显示屏上显示 HD 为测站至棱镜的平距，然后再按测量键测量并竖直旋转望远镜照准目标，显示屏上即显示出垂直距离 VD。结束后返回。 (7) 数据下载：和 GPSRTK 下载数据一样不同
12、的全站仪下载数据的方式不一样，这里就省略了。建议当天的工作当天来完成。防止丢失数据。 (8) 仪器的参数设置：一般情况下，仪器在购进时都有了基本的参数设置，但情况变化的时候也需要进行相应的改变。 设置棱镜常数：近些年来出产的棱镜改正常数基本都是零，如需改正应在距离测量或坐标测量模式下进行，一旦设置了棱镜常数，则关机后该常数仍被保存。 设置大气改正：光线在空气中的传播速度并非常数，它随大气的温度和压力而改变，一般仪器一旦设置了大气改正值即可自动对测距结果实施改正，TOPCON330 系列的标准大气状态为：温度15，气压 1013.25hpa，此时大气改正为零，如需改变也应同棱镜设置常数模式一样进行相应的温度和气压设置，次操作关机后仍被保存。 4、结语 迄今为止，GPS 和全站仪是野外测绘不可缺少的重要工具，它以简单的操作，数据的准确，携带方便，提高了测绘工作效率，给野外测绘工作带来了革命性的变化。
