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关键字: 带状地形 平面图 断面图EPSW
中图分类号:P258 文献标识码:A 文章编号:
概述
带状地形图是管线、高速公路、城市地铁建设等用于规划、设计之前的第一手资料,为保证工程项目得到最优化路线,其作用相当重要。因为受到线路长度、宽度、方向的制约,分幅方式不能采用标准分幅,图号一般沿线路走向从小到大顺序编号,采用倾斜分幅。其优点是线路中线位于图幅中间,最大限度减小图幅数。不足之处在于,在线路有一定弧度时,相邻图括内有重叠,图幅之间接边以一幅图内图廓接边,内业工作不太方便。目前国内主流测绘成图软件如清华山维公司开发的EPS系列成图软件,南方CASS软件等往往不能满足要求,或者不能一步到位。
带状地形图成图要求
带状地形图成图通常包括地形平面图和纵断面图两个部分。为保证设计方使用方便,一般要求地形平面图每幅图长度为1km,在图中需要标注拐点坐标、高程、转角等信息。纵断面图同地形图保持一致,图形上部为断面线,下部为对应断面里程的示意平面图,同时图形预留空间,保证地质勘查部门添加必要的地质信息,同时方便设计方在图中添加设计信息。
在地形图分幅的过程中,如果采用倾斜分幅,一般的方式是按照设计方要求,在CAD中画出指定大小的矩形框,根据自己画的矩形,沿线路进行复制、旋转,以此进行分幅,整饰图廓。在实际工作中,由于一般线路较长,重复枯燥的工作很容易产生错误,并且内业工作量巨大。
内业成图流程
3.1地形平面图成图流程:
(1) 对地形图总图质量检查。
(2)根据设计方提供的路线设计图,读出拐点坐标,并按设计路线排序。
(3)编写程序,根据拐点坐标计算出整公里分割点。
(4)将拐点坐标导入到EPSW成图软件,内业人员据此进行裁图,并输出DXF图形。
(5)通过CAD平台操作,导入拐点信息。粘贴图框等其他附属信息。
3.2 纵断面图成图流程:
(1) 将设计路线导入成图软件EPSW,在软件中对测量点构网,软件自动输出断面信息。
(2) 通过程序,计算断面里程。
(3) 根据本单位自编软件”断面测量数据处理系统”,输出断面图。
(4) 将对应断面里程的地形图粘贴到断面图下部,
(5) 对断面图进行其他整饰。
具体应用
北海—南宁成品油管道工程项目是中国石化建设的北海500-1000万吨/年炼油项目的配套工程,也是华南成品油管网补充西南资源的重要组成部分。本工程测量范围为线路总长220公里,要求在设计中线两侧各100米测量1:2000地形图,并沿线进行纵断面测量。
采用EPSW2005 数字化成图软件进行内业编辑成图。首先对野外采集的GPSRTK数据和全站仪数据进行计算处理,形成软件默认的图根点和碎部点文件;通过软件调入外部数据功能,引入坐标点,并进行野外简码对照转换。然后参照野外测量草图,利用该软件图形编辑等功能,在计算机上进行图形编辑、修改、注记、拓扑处理、属性录入等操作,最后形成完整正确的图形文件;再进行接边处理,相邻测站所测地物保证衔接良好,地物重合点精度在规范允许范围以内,保证相邻图幅、不同内业操作员完成的图形点、线、面达到无缝连接,然后进行缓冲区裁图输出。
4.2 图形检查
由专门的质量检查小组,分工协作,对全线路图面进行检查,具体包括等高线处理是否合理、赋值是否正确,点位注记是否清楚、地物点位是否准确,面状地物是否闭合,图幅结合表是否正确,文字注记字体大小、样式是否合乎要求。
4.3 具体成图方案
在本项目中,采用VB语言编写自动处理程序完成图框制作、坐标拐点展绘、图形旋转、嵌入等工作。
程序编写思路一般主要包括以下几种:
①通过VB调用AutoCAD成图。采用此方法是比较容易实现,但调用AutoCAD会占用非常大的内存,速度比较满,当断面图数目比较多时会引起很大的不便,不利于检查和使用,并且在计算机上需要安装AutoCAD软件
②通过VBA实现断面图的绘制。采用此方法优点是速度较快,易于实现,但必须在计算机上安装AutoCAD软件,并且不能独立实现,不方便用户的使用。
③将断面数据转换为SCR脚本文件,在AutoCAD中调用SCR文件,然后另存为标准格式。该方法需要进行第二次转换,不能一步到位。
通过上述比较,最终确定采用VB编程语言,读写数据文件,直接输出Dxf图形文件,Dxf格式为国际标准图形交换文件。采用这种方法,具有不受其他软件的限制、运行速度快的优点。
成图过程中的难点和重点
5.1 断面图中纵比例尺的切换。为方便设计,断面图中纵比例尺要求1:100和1:200两种,由于项目测量范围为山区,高程起伏比较大,在规定的图幅中不能将断面线完整的展会到图中,因此要求根据具体情况变换纵断面的纵比例标注,即换挡,在本项目程途中,通过程序计算需要换挡的位置,改变标尺其实标注,解决了这一问题
5.2 保证中线拐点的正确和顺序。因为每幅图要求1km,里程通过第一个拐点不断累积计算,因此每一拐点的坐标和顺序都不能有任何差错,否则会对以后的每幅图都有影响,所以要求内业人员进行认真校核,以保证中线拐点坐标的正确性。
总结
6.1 部分成图工序安排不合理。
由于时间仓促、经验不足,部分成图工序安排不合理。通过本次成图,总结了成图流程,保证在今后的类似工作中缩短成图时间。
6.2 自编程序不能保证成图过程中全部进行程序处理,部分环节需要内业成图人员自己编辑,操作。增加了内业工作量,争取在日后完善程序,减轻内业工作量,同时减少成图人员在操作过程中出现的错误几率。
参考文献
GB 50026—2007 工程测量规范[S].北京:中国计划出版社,2008.
梁雪春,崔洪斌,吴义忠.AutoCAD实用教程[M].北京:人民邮电出版社,1998.
谢刚生,邹时林.数字化成图原理与实践[M].西安:西安地图出版社,2000.
【关键词】地形图测量;测量工作流程;GPS RTK技术的应用
目前,测绘技术在很多行业和领域都有着广泛的应用。而随着科学技术水平的不断提高,测绘行业的技术手段也在不断更新,例如地形图图测量方面,从最初的大平板测图到后来的经纬仪测绘,再到全站仪测绘,以及目前的GPS测绘。测量效率和精确度也越来越高。随着GPS软硬件的不断发展和稳定,GPS RTK技术越来越成熟并开始被广泛的应用于地形图测量工作当中。GPS RTK定位技术的应用有效的弥补了以往数字化测量中站点控制范围的局限性,如果与全站仪协同作业,还能在进一步提高测量精度和效率的同时免去布设控制网的麻烦,最终实现优势互补、保证质量、减少误差、提高效率的目的。本文主要围绕GPS RTK定位技术对地形图测量工作的流程进行分析。
1 GPS RTK技术的工作原理
RTK是实时动态测量技术(Real Time Kinematic)的简称,在利用其进行地形图的测量时,先要在已知点位置设置一台GPS接收机作为基准站,再将基准站的坐标、坐标转换参数、高程等数据输入GPS控制簿,同时设置最少一台的GPS接收机作为流动站。在测量过程中,基准站和流动站同时接受卫星信号,但基准站在接收到卫星信号后会将其转发给流动站,流动站通过GPS控制簿对这两种
信号进行实时差分、平差运算,最终得到流动站自身的坐标、高程等实时数据。与此同时,流动站还会将所得到数据的精确度与预设的精确度指标进行比对,一旦所测量数据的精确度达到了预设值,设备就会自动提示测量人员是否接受该测量成果,当测量人员选择接受后,设备会将所获得的各类数据计入数据库中,该点的测量工作至此全部完成。
2 利用GPS进行地形图测量的工作内容
2.1 测量前的内业资料准备及输入
一般来说,地形图测量工作环境多为空旷的城外或农村,人口密度不大,且周围没有会对GPS信号产生干扰的无线电发射塔或高大建筑物。因此,对现场踏勘的工作有时候基本在室内完成。通过查询地形图纸及本地的控制网坐标及水准点后,在取得了相关平面及高程的资料后,测量人员首先通过内业和外业点校正来得出其转换关系,并将其输入流动站设备当中。同时还对控制点的水准高程及静态平面的误差进行校核,以便将其控制在相关标准要求的范围之内。这样,可以省去很多在外业的前期准备工作。为提高外业实地测量工作效率起到很好的作用,并能够避免因手误输入基本数据而造成的测量误差。
2.2 主站及移动站应注意的问题
采用GPS RTK技术进行地形图的测量不需要像以往那样布设测量控制网,因此测量人员工作的第一步就是通过GPS静态联测国家点来进行测量区域控制点的设置,在这一过程中,控制点或者叫GPS主站要尽可能的设置在地势相对较高、周围高大建筑物和遮挡物较少、有利于接受和发送卫星信号的地方。同时,还要注意避免无线电发射塔的电磁波干扰以及大面积水域所带来的多路径效应的影响。测量区域内的控制点或者叫移动站位置要均匀分布,测距应根据要求的比例确定。不可漏测,若遇地形变化地段,应进行加细测量。确保所测的点可以真实、详尽的描述出地形的真实情况。为后期的内业成图做好数据支持准备。另外,对于提高测量效率和精度都有益的几个问题需要注意:
2.2.1 测量前,测量者尤其是进行移动测量的人员首先要熟悉GPS手簿,避免因手生而影响进度或误操作。
2.2.2 测量过程中,不可能总是卫星信号极强,偶尔出现信号弱的情况时,不忙盲目继续进行测量,而是要根据手簿屏幕中的提示,随时观察精度的变化,直到精度满足测量要求时,才可以进行下一点的测量。
2.2.3 测量外业工作完成一个阶段后,要及时存档数据资料,避免因漏存档而造成重复工作量的发生。
2.3 数据采集
GPS仪器在地形图测量工作中应用比较广泛,不过,也有与全站仪结合型式。一般来说,RTK与全站仪结合进行碎部点测量主要包括两个步骤,分别为利用RTK对图根控制点进行测量和利用全站仪进行碎部测量。
2.3.1 利用RTK对图根控制点进行测量
在利用RTK对图根控制点进行测量时,需要借助全站仪进行相关数据的采集,因此碎部点与测站点之间必须要保证相互通视,在测区内要注意增加一定的图根控制点。另外,在测量前必须要注意输入能够正确求解的坐标转换参数,并在高级测量点上进行高程和坐标校核后方可正式进行测量工作。
2.3.2 利用全站仪进行碎部测量
首先要在测站点上架设好全站仪,在将其定向后开始观测放置在碎部点上的棱镜,得到距离、竖直角、方向等的观测值并将其记录在全站仪内存或电子簿当中。若工作地点位于野外,那么在对碎部点进行观测之前还要注意提前绘制工作草图,以确保数字成图的质量。在工作草图中,要注意标明地形要素和碎部点的连接关系,并根据碎部点的实际情况通过人机交互的方式连接碎部点,最终生成图形。
2.3.3 利用RTK进行碎部点的测量
若测区比较开阔,则可直接采用RTK模式进行碎部点的测量,其作业流程大致为:启动流动站,开始测量有关数据,在完成定点校正工作后RTK接收机即可得出所需的三维坐标地形点,同时输入全部的特征编码、制工作草图,以便在进行内业修图时检测编码输入的正确性。
2.4 成图
成图主要包括对相关数据的下载和内业成图。根据外业所绘制的工作草图及有关记录进行数据的编辑、生成以及等高线的修正。在绘制等高线时,测量人员首先通过相关软件(目前应用较多的为南方测绘系统CASS软件)自动生成等高线,再通过人工修正等方式对等高线进行修整。
2.5 实地检查和测量精度分析
当全部的外业和内业工作都结束后,即可进行对测区的实地检查。检查内容首先是点位的精度,方法是通过全站仪对相邻已知点的距离进行测量,再将其与已有的数据进行比较,其误差应小于有关规范的要求。其次是要对地形、地物进行检查,对于在工作中漏检的地物要及时进行补测,另外还要注意对那些比较特殊的地物间的连接关系进行全面、认真的检查,确保地形点与所绘制工作草图的等高线相一致。
3 结语
正确、合理的利用GPS配合全站仪的测量方式,能够有效提高地形图测量工作的精度和效率,在工作中需要重点注意以下几个方面:
3.1 RTK基准站应尽量设置在那些地势相对较高、周围高大建筑物较少、通视条件好、远离强干扰源、远离大面积水域的地方,以便更好的接收和转发信号、避免的电磁波干扰和多路径效应的影响,从而更好的满足整个测区RTK的测量需要。
3.2 坐标转换参数的选择是否合理直接关系到测量结果的准确性,因此在利用RTK对图根点进行测量之前,必须要准确的输入本测区的坐标转换参数。利用RTK进行图根控制点的布设,不仅能够有效提高作业速度,还能最大程度的避免常规图根控制中的误差积累,从而提高测量精度。
3.3 若测区较为开阔,可直接利用RTK定位技术进行地形图的测量;若测区无法很好的接受卫星信号,那么就应利用全站仪对碎部点进行观测。
参考文献:
[1]王耀强、葛岱峰.测量学[M].北京:农业出版社,2010.4
[2]赵同龙.测量学[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.1
[3]潘松庆.现代测量技术[M].郑州:黄河水利出版社,2008.6
关键词:地形图;测绘;数字化测图
1引言
地形图能客观形象地反映地面的实际情况,并能在其上量取数据,获取资料,方便设计和应用,特别是大比例尺地形图是进行规划、设计和应用的重要基础资料。所以在测绘过程中要十分重视其准确性和精确性,才能保证日后以此为依据的规划设计科学合理。
2碎部测量技术
2.1碎步测量工作前的准备工作
控制测量结束后,就可根据图根控制点测定地物、地貌特征点的平面位置和高程,并按规定的比例尺和符号绘成地形图。测图前,除做好仪器、工具及资料的准备工作外,还应着重做好测图板的准备工作。他包括图纸的准备、绘制坐标网格及展绘控制点等工作。
2.1.1图纸准备
为了保证测图的质量,应选用质地较好的图纸。对于临时性的测图,可把图纸直接固定在图板上进行测绘;对于需要长期保存的地形图,为了减少图纸变形,应将图纸裱糊在锌板、铝板或胶合板上。现在各测绘部门大多采用聚酯薄膜,其厚度为0.07~0.1mm,表面经打毛后,便可代替图纸用来测图。聚酯薄膜具有透明度好、伸缩性小、不怕潮湿、牢固耐用等优点。如果表面不清洁,还可用清水洗涤,并可直接在底图上着墨晒蓝图。但聚酯薄膜有易燃、易折和老化等缺点,所以在使用过程中要注意图纸的防火防折。
2.1.2绘制坐标网格
为了准确地将图根控制点展绘在图纸上,首先要在图纸上精确地绘制10cm×10cm的直角坐标格网。绘制坐标网可用坐标仪或坐标格网尺等专用仪器工具。
2.1.3展绘控制点
展点前,要按图的分幅位置,将坐标格网线的坐标值注在相应格网边线的外侧。展点时,先要根据控制点的坐标,确定所在的方格。将图幅所有控制点展绘在图纸上,并在点的右侧以分数形式注明点号及高程。最后用三角尺量出各相邻控制点之间的距离,与相应的实地距离比较,其差值不应超过图上0.3mm。
2.2碎步测量方法
2.2.1碎部点的选择
碎部点应选地物、地貌的特征点。对于地物,碎部点应选在地物轮廓线的方向变化处,如房角点、道路转折点、交叉点、河岸线转弯点以及独立地物的中心点等。连接这些特征点,便得到与实地相似的地物形状。由于地物形状不规则,一般规定是主要地物凸凹部分在图上大于0.4m均应表示出来,小于0.4m时,可用直线连接。对于地貌来说,碎部点应选择在最能反映地貌特征的山脊线、山谷线等地性线上,如山顶、山脊、山脚等坡度变化及方向变化等地方。根据这些特征点的高程勾绘等高线,即可将地貌在图上表示出来。
2.2.2全站仪数字化测图
碎步点的测量方法有很多,但利用全站仪能同时测定距离、角度、高差,提供待测点的三维坐标,而且将仪器野外采集的数据,结合计算机、绘图仪以及相应软件,还可以实现自动化测图。根据结合电子设备的不同,全站仪数字化测图主要有全站仪结合电子平板模式;直接利用全站仪内存模式;全站仪加电子手簿或高性能掌上电脑模式。
①全站仪结合电子平板模式
全站仪结合电子平板模式是以便携式电脑作为电子平板,通过通讯线直接与全站仪通讯,记录数据,实时成图。因此,这种方式具有图形直观、准确性强、操作简单等优点,即使在地形复杂地区,也可现场测绘成图。目前这种模式的开发与研究相对比较完善,由于便携式电脑性能和测绘人员综合素质不断提高,因此它也符合今后的发展趋势。
②直接利用全站仪内存模式
这种模式使用全站仪内存或自己带记忆卡,把野外测得的数据,通过一定的编码方式,直接记录,同时野外现场绘制复杂地形草图,供室内成图时参考对照。因此,它操作过程简单,无需附带其他电子设备;对野外观测数据直接存储,纠错能力强,可进行内业纠错处理。随着全站仪存储能力的不断增强,此方法进行小面积地形测量时,具有一定的灵活性。
③全站仪加电子手簿或高性能掌上电脑模式
全站仪加电子手簿或高性能掌上电脑模式是通过通讯线将全站仪与电子手簿或掌上电脑相连,把测量数据记录在电子手簿或便携式电脑上,同时可以进行一些简单的属性操作,并绘制现场草图。内业时把数据传输到计算机中,进行成图处理。它携带方便,掌上电脑采用图形界面交互系统,可以对测量数据进行简单的编辑,随着掌上电脑处理能力的不断增强,这种方法预计会在实践中进一步完善。
2.2.3全站仪数字测图过程。
全站仪数字化测图,主要分为准备工作、数据获取、数据输入、数据处理、数据输出等五个阶段。现在我以实际生产中普遍采用的全站仪加电子手簿测图模式,从数据采集到成图输出全过程为例,介绍全站仪数字化测图的基本过程。
①野外碎部点采集
一般用“解算法”进行碎部点测量采集,用电子手簿记录三维坐标及其绘图信息。既要记录测站参数、距离、水平角和竖直角的碎部点位置信息,还要记录编码、点号、连接点和连接线四种信息,在采集碎部点时要及时绘制观测草图。
②数据传输
用数据通讯线连接电子手簿和计算机,把野外观测数据传输到计算机中,每次观测的数据都要及时传输,以免数据丢失。
③数据处理
数据处理包括数据转换和数据计算。数据处理是对野外采集的数据进行预处理,检查可能出现的各种错误;把野外采集到的数据编码,转化成绘图系统所需的编码格式。数据计算是针对地貌关系的,当测量数据输入计算机后,就会自动生成平面图形、建立图形文件、绘制等高线。
④图形处理与成图输出
编辑、整理经数据处理后所生成的图形数据文件,对照外业草图,修改整饰新生成的地形图,补测重测存在漏测或测错的地方。然后加注高程、注记等,进行图幅整饰,最后成图输出。
⑤数据编码
野外数据采集,仅测定碎步点的位置并不能满足计算机自动成图的需要,必将所测地物点的连接关系和地物类别(或地物属性)等绘图信息记录下来,并按一定的编码格式记录数据。
编码根据GB/T 14804—93《1:500、1:1000:、1:2000地形图要素分类与代码》进行,地形信息的编码由4部分组成;大类码、小类码、一级代码、二级代码,分别用一位十进制数字顺序排列。第一大类码是测量控制点,又分平面控制点、高程控制点、GPS点和其他控制点四个小类码,编码分别为11、12、13和14。小类码又分若干一级代码,一级代码又分若干二级代码。如小三角点是第3个一级代码,5秒小三角点是第一个二级代码,则小三角点的编码是113,5秒小三角点的编码是1132。野外观测过程中,除了要记录测站参数、距离、水平角和竖直角等观测量外,还要记录地物点连接关系信息编码。
关键 :数字化地形图;规划监督测量;精度
中图分类号:P217文献标识码: A
1数字化地形图概述
数字化地形图是地形信息的表达方式之一,它是地理信息系统的基础数据。随着现代科技的发展,测绘仪器的电子化、自动化和计算机在测绘行业的应用,以及各种测绘软件的开发,导致了大比例尺解析成图到数字化成图的转化。而这一转化也为整个测绘和地理信息行业带来了一场新的变革。正是由于数字化地形图比传统的解析图有许多优越性,所以它可以被广泛应用在各种工程建设中。它给我们带来的不仅是工作上的方便,更重要的是生产效率的提高。它为基础地理信息向GIS(地理信息系统)的转化创造了捷径,也为各种工程建设的实施提供了有力的保障。
目前数字化地形图的测绘有两种方法。一种是利用已有的解析地形图通过扫描仪扫描后在计算机上跟踪数字化,或直接用数字化仪配合计算机跟踪数字化成图。另一种是用全站仪配电子记录器在野外直接采集数据,然后在室内计算机上成图。正是由于数字化地形图能在计算机上进行管理,所以它的应用优势就从
这方面体现出来。如:可以方便地变换地图比例尺,可以方便地进行编辑、查询工作,信息分图层存储可以方便地实现海量信息的存储、管理和系统查询等。
数字化地形图是纸制地图的数字存在和数字表现形式,是在一定坐标系统内,具有确定坐标和属性的地面要素和现象的离散数据,在计算机可识别存储介质上的有序集合。其主要特点为:
(1)地形图经缩放编辑后,可形成任意比例尺可视图,对地形地物的表现形式更加丰富直观,可按不同类别分层存放、显不和查看。
(2)数字化地形图便于管理和更新,通过不同层次存储不同的底图要素,根据用户需求提取有用信息和内容,组合、编制不同用途的各种地图
产品。
(3)修测十分方便,在Autocad环境下,可对基础图内容实行特殊配置进行设计和修改,并可缩短成图时间,大大提高工作效率。
2影响数字化地形图数据精度的主要因素
数字化地形图数据是自动制图、建立地图数据库和地理信息系统的基础和数据源。而数字化地形图数据处理又是一项十分重要的基础性工作,处理的好坏直接关系自动制图、数据库建设和地理信息系统中地理基础信息的精度和可信度。
数字化地形图数据的精度受多种因素的影响,其主要影响因素有:
(1)数字化地形图定向的影响,使数字化数据不可能是投影坐标系中的数据,
(2)原图存在误差,特别是纸张变形产生的误差,使数字化数据经变换后不可避免地存在误差,
(3)数字化过程中也不可避免地存在误差,这主要是读数、操作和仪器本身都可能产生误差,影响数字化数据的精度。
3规划监督测量概述
建设工程规划监督测量包括验线测量和竣工测量两个阶段,验线测量又包括灰线验线和±0验线测量两个阶段,每个阶段的项目完成后,需要提交的基本资料一般包括:外业测算手簿(极坐标手簿),外业草图(平面及立面图),测量成果表,双极点的坐标平均值表格以及为了满足信息化管理需要的其他信息数据。
规划监督测量工作包括的验线测量是建筑物基础工程测量阶段,分别在建筑物钉桩后和室外地坪成形阶段进行的测量工作,而竣工测量是在建筑物竣工后所进行的一项城市规划实施管理阶段的测量工作,竣工测量成果是城市规划行政主管部门进行建筑规划竣工验收的主要依据,具有权威性和法律意义。建筑工程规划竣工测量必须由城市规划行政主管部门授权,具有相应测量资质测绘单位负责具体实施。由于竣工测量成果具有一定法律意义,因此,要求竣工测量成果的错误率为零,外业数据采集、内业数据处理以及质量检查都必须严密、准确、细致,以便更好的完成规划监督测量任务。
规划放线是指测绘单位依据规划主管部门审批过的红线图、总平面图、《建设工程规划许可证》及附图、附件以及施工图进行实地放线的工作,这项工作不但要将设计坐标放到实地上,满足城市规划条件要求,还要保证建筑物本身的几何关系。虽然网络RTK单点定位精度较高,但对于短距离内多点间的相对精度无法保障。因施工单位对建筑的图形精度要求较高,对于单栋建筑,一般采用GPS钉出建筑物长边,再用全站仪进行边长检验并做图形拨钉,然后用GPS检验坐标。
对于相邻的楼群放线,为保证各楼之间的相对精度,则宜使用GPS做控制点,对坐标进行边角归化拟合后,使用全站仪置于同一控制点上进行钉桩,并对各建筑进行图形和边长检验,使用GPS进行坐标检验的方法。
规划监督测量包括验线测量(灰线验线、正负零验线)和竣工测量,这两项工作都是为了满足城市规划监督要求,为规划执法部门提供建筑的位置信息,一般测量建筑物外轮廓角时,可现场采用网络RTK,如无反射型全站仪进行测量,条件具备时也可以在建筑物角点上直接使用网络RTK进行测量。
4 1:500数字化地形的基本精度要求
4.1 控制测量精度要求
(1)二级导线中最弱点相对于起算点的点位中误差不得大于±5cm。
(2)各等水准网中最弱点的高程中误差相对于起算点不得大于±2cm。
(3)图根点相对于图根起算点的点位中误差不得大于±5cm,高程中误差不得大于测图基本等高距的 1/10。
4.2 数字地形图的精度
(1)界址点的精度分三级,各级界址点相对于邻近控制点的点位误差和间距超过 50m 的相邻界址点间的间距误差不超过表1的规定;
表 1 界址点相对于邻近控制点的点位误差要求
精度界址点等级 界址点相对于邻近控制点的点位中误差和相邻界址点间的间距误差限差
中误差 限差
一级 ±2cm ±4cm
二级 ±5cm ±10cm
三级 ±10cm ±20cm
间距未超过 50m 的界址点的间距误差限差不应超过:
ΔD=±(mj+0.02mjD)
mj―――相应等级界址点规定的点位中误差,单位 m;
D―――相邻界址点间的距离,单位 m
ΔD―――界址点坐标计算的边长与实量边长比较的限差,单位 m。
图上地物点相对于邻近控制点的点位中误差不超过图上±0.5mm,相邻地物点之间的间距中误差不超过图上±0.4mm。
(2)高程注记点及等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差:平地不得大于基本等高距的 1/3,丘陵地不得大于基本等高距的 1/2,山地不得大于基本等高距的 2/3。
(3)隐蔽或特殊困难地区界址点,地物点点位中误差和高程中误差可按相应规定值放宽 50%。
(4)地物点相对于邻近图根控制点的平面位置中误差应≤±10cm,相邻地物点的间距中误差应≤±10cm。
(5)极坐标法测定的碎部点数占总点数的比例应大于 98%,采用极坐标法进行数据采集时,每个测站上必须观测一个已知点作为起始方向,同时观测另一已知点的方向值和距离计算坐标值作检查。极坐标法测定地物点坐标时,水平角施测半测回,平距测定一次。
(6)测站点至地物点的距离应不大于本站定向边的长度,且距离最长不得超过 150m。
(7)当自由导线的点数在 2 点以下(包括 2 点)时,可以不往返观测。
由于测区内地势较平坦,可以不采用等高线表示地貌,只按图上每隔 4~6m 布设高程注记点即可。而市区水准点密度较高,平均间隔为 2~3km,高程施测采用传统的几何水准法即可。
5 数字化地形测图精度分析
数字化地形测图包括以下几个过程:
(1)采集地形、地籍数据:利用全站仪进行野外数字化测图。
(2)生成图件:利用上述技术将采集到的数据传输到 PC机,用 SV300 数字测图软件进行数据处理、成图显示,再经过编辑、修改,生成符合国家标准的地形图、地籍图。
(3)建立数据库:最后将地形数据和地形图分类建立数据库,并用数控绘图仪或打印机完成图件和相关数据的输出。
使用全站仪,采用极坐标方法进行三维碎部点坐标测量,方法是将全站仪安置在测站点,选择仪器上的三维坐标测量模式,输入测站点的三维坐标(xA,yA,HA),设仪器高为 i,棱镜高为v,瞄准定向点进行后视定向并检查,然后照准目标点 P 上的棱镜,按坐标测量键,仪器就利用自带程序计算并显示目标点 P的三维坐标值(xp,yp,Hp),下面分析全站仪极坐标法测量的精度。
xp= xA+Ssinαcosβ (1)yp= xA+Ssinαsinβ(2)Hp=HA+Scosα+i-ν (3)
式中:S 为斜距、α为天顶距、β为坐标方位角。
参考文献
关键词:GPS-RTK 控制测量 精度
中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)01(b)-0061-02
随着卫星定位技术的快速发展,人们对快速高精度位置信息的需求也日益强烈。而目前使用最为广泛的快速高精度定位技术就是RTK(实时动态定位:Real Time Kinematic),RTK技术的关键在于使用了GPS的载波相位观测量,并利用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。它的出现为工程放样、地形测图以及各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
1 RTK概论
1.1 RTK的工作原理
RTK是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的厘米级精度的三维定位结果。RTK定位测量通常是由一个基准站和一个或多个流动站组成,接收机之间建立实时数据通信。开始作业时,流动站首先依次在两个或两个以上已知点上进行测量,通过实时数据传输与基准站观测数据进行差分处理,得到流动站与基准站之间的高精度GPS基线向量。同时,利用已知点之间GPS基线向量(间接基线)及已知坐标数据,求得GPS三维基线向量转换到当地坐标系统三维基线向量的转换参数,以及基准点的当地坐标,这个过程称为初始化。初始化完成后即可开始测量。流动站到待测点上,通过与基准站观测数据的实时差分处理,求得基准站到流动站的高精度的当地坐标系统三维坐标差。
1.2 RTK测量系统的组成
RTK测量系统一般由以下3个部分组成:GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成,它是实现实时动态测量的关键设备。其基本组成至少需要一个基准站和一个流动站。
2 RTK测量实例
2.1 测区范围概况
测区位于贺州市某区,面积约为6 km2。测区多为居民区和工厂,西边较少部分临山。总体上测区地势较为平坦,建筑物平均高度较低,海拔1 900~2 000 m左右。测区共有4个街区,上百家大小单位,近7个村庄。在进行测量工作前,收集测区相应的资料。收集到测区范围内及其周边41个I级导线点成果(高程为三等水准成果)。在该次测绘工作中平面采用2004昆明坐标系,高程采用1985国家高程基准,采用的主要仪器设备主要有双频trimble 5800 GPS-RTK、徕卡TS06全站仪3台、笔记本电脑6台等。
2.2 RTK测量的具体步骤
采用贺州市独立坐标系CORS网进行测量的具体步骤如下。
2.2.1 流动站设置
一个流动站只需一名测量员通过手簿进行测量操作。连接好流动站接收机、天线、测杆后,先进行测量类型,电台的配置,使其与基站无线电连接,输入流动站的天线高,输入观测时间、次数,设置机内精度,机内精度指标预设为点位中误差±1.5 cm,高程中误差±2.0 cm,PDOP
2.2.2 校正测量
由于基准站设置于未知点上,因此,必须对已知点进行校正测量,才能在手簿上求解出WGS-84坐标与当地坐标系之间的转换参数。校正点的数量视测区的大小而定,一般取3~6点为宜。在手簿中输入校正点的当地坐标,流动站置于校正点上测量出该点的WGS-84坐标,将所选的校正点逐一测量后,通过手簿上的点校正计算即可求解出转换参数。点校正测量结束后,先在已知点上测量,检查转换参数无误时才能进行新的测量。
2.2.3 图根点控制测量
图根点的布设应该以点组的形式出现,每组应有2个或者3个两两通视的图根点组成,以便于安置全站仪测量时定向和测站检核,图根点之间的距离应随点位而定,一般不超过100 m。图根点测量时只需在测站上输入点名、按提示测量存储,正常情况下,5 s即可结束一个点的观测。该测区一共布设了287个图根点。
2.3 精度分析
在整个测区约6 km2的范中,用GPS-RTK一共布设了287个图根点。为了检验RTK图根点的实际精度,RTK测量结束后,用全站仪(徕卡TS06power 5)对部分相互通视的点实测检查。
在进行全站仪实测过程中,先边长检查,用I级导线点检查RTK实测图根点,进行边长复测检查,其结果见表1所示。
除了对边长检查外,还对部分图根点与I级导线点进行联测,再对RTK实测图根点进行复测,对复测得到的坐标与RTK实测图根点的测量坐标反算边长、高差比较,得到点位置误差最大误差为4.1 cm,高程误差最大为5.9 cm结果表明所测点精度良好。因此可以看出, RTK实测精度完全符合图根测量的精度要求,而且RTK测量误差分布均匀,不存在误差积累问题,结果见表所示。
3 结论
(1)RTK图根控制测量与传统的导线测量比较,RTK图根控制测量自动化程度高,实时提供经过检验的成果资料,无需数据后处理。(2)拥有在彼此不通视条件下远距离传递三维坐标的优势,定位精度高,数据安全可靠。(3)精度达到图根点等级要求,而且误差分布均匀,不存在误差积累问题。(4)GPS-RTK操作简单,作业速度快,劳动强度低,节省了外业费用,提高了劳动效率。综上所述,GPS-RTK测量的精度完全能满足图根控制测量的要求,与传统控制测量比较,GPS - RTK测量作业效率高,定位精度高,数据安全可靠,作业不受通视条件影响、单站测量控制范围广、操作简单,能有效地减少因地形复杂带来的繁重工作量,显现出RTK的作业优势。
参考文献
[1] 潘纯建,蒋亚军,张国权.RTK技术在图根控制测量中的应用[J].地矿测绘,2007,23(1):30-32.