探讨RTK测图与全站仪测图对比分析

【摘要】本文对RTK测图和全站仪测图两种不同的测图方法进行介绍；对两种不同测图方法的作业流程及原理等方面进行分析，对RTK测图和全站仪测图进行归纳、总结，并通过实例与实测精度分析，明确RTK测图效果是可以媲美全站仪测图效果。全站仪测图使传统测量方法实现了质的飞跃。RTK测图在工程测量中有更高的使用价值。当两者配合使用，既能在短时间内完成作业任务，又能满足工程测量的需求，并且能够保持较好的精度，实现优势互补的目的。

【关键词】RTK测图；全站仪测图；精度；测图原理；数字化测图

在相对较大的工程测图项目中，如果仅仅使用单一的测量仪器和测量方法采集数据、数字化成图，受测区自然环境因素等限制，无法满足工程进度的要求。相反，采用多种测图仪器相互配合，既能够扬长补短，克服作业过程中工序过多的弊端，又能够提高工作效率，产生更高的经济价值。本文通过对RTK测图与全站仪测图两种方法进行比较和分析，得到最终结果。

一.RTK测图与全站仪测图的原理分析

（一）RTK技术原理分析

RTK测图技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时的提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能满足工程测量的要求，达到厘米级的测量精度。

（二）全站仪测图原理的分析

通过对全站仪的测角、测距、微处理机功能的利用，采用极坐标法，对测站到测点间的距离、方位角进行测定，按一定程序和格式记录测量数据，利用相关的成图软件处理采集后的数据，完全数字化成图。全站仪测图要求作业过程中对地物特征点都进行观测，且保证测站与测点之间通视，测距必须满足工程测量规范的要求。全站仪测图已是一门很成熟的测图技术，在外业数据采集中发挥着重要作用。

二.RTK测图与全站仪测图方法分析

本文在项目中使用的仪器为：一套南方灵锐S82 RTK；两台尼康530全站仪；上述仪器在使用之前全部进行检定并合格，其精度、性能等方面均满足工程测量要求。

（一）RTK的测图方法

在测区架设基准站时，保证视野开阔、交通便利，避免由于数据链丢失或者是发生多路径效应。尽量将其架设在较高的位置上，方便信号的接收和发射。本次把基准站架设在未知点上，移动站分别测量位于测区周围均匀分布的四个已知控制点，即可实时得出从WGS-84坐标系到当地独立坐标系的转化参数。

流动站操作过程注意以下几点：卫星高度角不应小于10°，且观测的卫星数量应在4颗以上。当流动站接收机与电台接通之后，接收机不仅可以接收到来自GRS卫星的信号，而且也可以接收到来自于数据通信电台的伪差分改正数与载波相位测量数据，对手薄加以控制，进行实时差分及差分处理。每次观测之前，应在手薄上建立相应项目，套用之前已经解算出来的七参数。进行点校正，正确校正后，采集当前已知点数据作为检查数据，核对精度满足要求后进行碎部点测量。当实测精度指标达到预设精度指标值时，通过手薄提示快速记录，并快速进入到下一站的测量，误差不会累积。地形图测绘的过程中可以不做图根控制，直接用RTK为全站仪测图提供控制点的成果。

RTK测图过程中，根据现场地物情况，应该给同一块号的地物，记录过程中给同一块号，可以多条块号同时进行测图。采集过程中不漏不错，有序的进行，保证地物跟代码一一对应。数据采集后完，输出CSV格式文件，在表格里处理数据，把同一块号的数据整理到一起，降序排列，再把第一个编码替换成地物代码，后面的编码换成“+”，然后把整理完的数据格式改成DAT格式，直接在cass7.0绘图软件成图。

（二）全站仪的测图方法

在控制点上架设全站仪，对中整平，量取仪器高，开机后新建项目，设站将测站点号、代码、仪器高、后视点号、棱镜高输入其中，测存后视点数据后，采用极坐标法进行碎部点测量，全站仪测图由于距离等规范严格限制，需要放点测量，才能完成大面积数据采集工作。很容易误差累积，这就要求我们严格遵循规范要求，规范化作业。外业记录数据过程中，地物点跟代码一一对应，方便后期成图处理。

（三）两者的优点和缺点对比分析

RTK测图的优点

1.作业效率高

通过RTK测图，在普通的地形条件下，单人可以在一天内收集约1000个点。如果使用全站仪测图，1000个地物特征点不可能一站采集完全，必须多次架站，才可能完成任务。在一些简单地形测量过程使用RTK技术，确实提高工作效率。

2.节约劳动力

RTK单人就能操作，外业采点过程中，地物特征点和编码保持一一对应即可。特别是在通视困难的地区，RTK测图方法更具优势，极大的降低了测绘工作者的工作强度。

3.较高的测量精度

RTK测图的精度可以达到厘米级，完全可以满足地形测量的要求。

4.均匀的点位精度分布

各个点的误差都是随机产生的，与传统的测量手段完全不一致，不会产生误差积累，成果可靠。

RTK测图的缺点

使用RTK测图技术，对作业环境要求高，遮挡物密集的区域，容易导致测量精度降低，出现粗差甚至无法作业。

全站仪测图的优点

全站仪测图不受环境限制，特别是在居民区测量房屋的时候，在测量居民区房屋时候，精度比RTK测图精度高。

全站仪测图的缺点

使用全站仪测图，需要重复架站，需要通视才能定向、测绘，由于放点，容易误差累积，大型测图项目，需要更多的人力资源，劳动强度大，耗时也比较长。

当两者结合起来使用，RTK能弥补全站仪在做控制方面的不足，节约时间。在碎部点测量过程中，简单开阔区域使用RTK技术测图，房屋密集区域使用全站仪测图，不但测图质量有保证，而且能提高工程进度，能达到事半功倍的效果。

三.RTK、全站仪测图实测精度对比分析

在工作中选取1.5km2的测图范围，一组直接用RTK布设图根控制点，另一组用全站仪测平面，水准仪测图根水准的方法布设图根控制。严格遵守《工程测量规范》，两种方法获得的同一图根控制点原始数据对比如下表1所示：

由上表中的实测结果进行分析可以看出，由RTK测图做控制代替常规全站仪测图做控制着实可行。就上表数据来看，X最大值为0.017m，Y最大值为0.027m，H最大值为0.029m，控制点成果质量可靠，可以放心使用。

所有的外业数据采集完后，两小组相互检查彼此的图面质量，采用随机抽样的方法，按地形图施测的精度要求，施测明显地物点120个和高程注记点50点。统计地形图主要建筑物平面点位中误差为±2.4cm（允许±5cm）；主要建筑物的高程中误差为±1.8cm（允许±3 cm），符合《工程测量规范》的要求。地形图散点检测汇总统计如下表2所示：

由此来看，RTK测图与全站仪测图精度大致相同，满足《工程测量规范》的要求。

四.结束语

本文仅仅是笔者在工作中对RTK测图与全站仪测图对比分析的一些简单看法。通过对RTK测图与全站仪测图对比分析，RTK与全站仪联合使用，可进一步提升成图质量，缩短工作时间，提高工作效率。在实际工作中，由于地形图比较复杂，工期短，将两者结合使用，确实能发挥出1+1>2的效果，创造更好的经济效益。

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