数字化控制测量的应用

摘要: 数字化地形测量己经成为城市开发、土地管理、矿山建设、工程规划、农田水利等方面的重要手段。本文研究探讨了数字化测图技术在城市地形测量中的具体应用，详细介绍了数字测图的实施细节和过程。

关键词：数字化；应用；控制测量Abstract: Digital topographic survey has become a city development, land management, mine construction, project planning, water conservancy and other important means. This paper discusses the application of digital mapping technique in city topography measurement, and describes in detail the implementation details and process of digital mapping.

Keywords:Digital; application; control measure

中图分类号： P231.5文献标识码：A文章编号：

引言

随着城市现代化建设的不断发展，城市信息化水平已经成为衡量城市现代化程度的重要指标。大比例尺数字测图技术已被广泛应用于城市基础地理数据采集中，其高效率、高自动化作业的测图成果为“数字城市”的建设提供了高精度、高质量的数字地形信息，成为城市信息化建设基础地理信息的重要组成部分。

数字化测图（Digital Surveying Mapping，简称DSM），是20 世纪80 年代产生的以电子速测仪、电子数据终端为开端逐步发展而成的野外数据采集系统，将其与内业机助制图系统相结合，形成的一套从野外数据采集到内业制图全过程的、实现数字化和自动化的测量制图系统。

1 RTK 数字地形测量技术思路

基于城市拓展建设发展需要，城市边缘区域纳入城区统一建设规划，形成居民地较稀少、多山地的测量区域。在大多数地区内，根据任务的时效性、多样性和不同要求，根据RTK 测量技术优势，局部均匀布设多个基站，构成RTK 基准站网，利用广域差分GPS和多基站局域差分GPS 基本原理减低、削弱、消除系统误差影响，获得高精度三维定位坐标，联测形成W84坐标与地区坐标的转换关系，构成测区总体控制的首级RTK 控制网。

利用首级RTK 控制网实施规划测区1: 500 数字地形测量， RTK 实时确定待测图根点三维坐标，不需已知控制点间的相互通视，只要将基站架设在远离高压线、电磁波干扰且尽可能高而空旷的地方，在已知点或未知点上均可，流动站通过天线设置或拨号接收基站发送的改正数和直接卫星信号，便可很快测定待测图根点坐标。利用RTK 控制点，通过流动站直接采集细部点坐标，受环境条件限制无法锁定卫星进行RTK测量的，采用全站仪全野外数字采集地物数据，完成城市规划测区1：500 数字地形测量。

2 RTK 数字地形测量实践

2.1 RTK 控制测量

在广州市某新规划城区1: 500 地形图测量工作中，充分考虑该地区遍布丘陵山地，居民地较少的自然条件，结合该区已分布有似大地水准面控制网点的具体情况，采用GPS-RTK 实施控制测量、图根地形测量较为理想与可行。在进行方案制定和设计书编写时，对传统的控制测量、图根测量、细部测量分阶段分离进行的作业方法做了较为有效的调整，导入RTK测量技术，对传统测量模式进行改进，开展以RTK 测量技术为主，通过全站仪辅助测量，完成测区的数字地形测量。采用首级RTK 控制网进行测区总体控制，充分考虑首级RTK 网的均匀控制，实现多基站控制点连测，单基站控制范围10 km。在首级控制网下加密图根，作为全站仪地形测量的依据。实际操作时，根据GPS-RTK 测量技术受电磁波干扰和接收卫星条件的限制，各基站互相联测，检测GPS-RTK 测量精度，对RTK 控制测量作了合理可行有效的分层次技术控制。

1）采用五个已知点开展首级GPS-RTK 控制测量，控制点采集不少于3 次的固定解，注意流动站测量状态中水平残差的变化，保证数据的采集精度。五个已知点均为具有四等平面、高程精度控制点（似大地水准面控制点）。

2）整个GPS-RTK 网（同基站）每三点为一组互为通视，施测的基线采用全站仪进行一定数量的检测，同时测定夹角，通过坐标反算，检测控制点间的夹角，通过互差比较，完成测量过程的RTK 成果测量精度评价。

3）作为图根导线测量起算的GPS-RTK 测量控制点，根据测图需要，同样采用三点为一组，互为通视，为下一步图根导线测量、细部测量创造条件。

4）RTK 流动站作业，无论图根测量、细部测量均从已知点开始，最后于联测已知点结束。

5）充分利用已有的城市控制点进行RTK 过程测量中间不同时段检测，检核点均匀分布于GPS-RTK 控制网四周，控制不同时段的RTK 测量精度。

6）采用RTK 进行首级控制测量、图根测量作业时，流动站均采用三角架基座对中整平或使用对中杆装置。

2.2 数字地形测量

利用五个已知控制点进行图根RTK 测量、细部测量，按RTK 控制测量要求实施流动站测量。受卫星信号缺失影响，RTK 测量不理想的局部区域采用全站仪辅助测量。检测RTK 点间边长符合要求后，即进行图根测量与数字地形数据采集。数据采集时，控制点应采集不少于3 次的固定解，仪器自动取平均值作为成果；充分注意流动站测量状态中水平残差和垂直残差值的变化，尽可能采集精度较好的数据。阶段RTK 作业完成搬站时，最后检测到一个已知点或RTK 重复测量点，以检测RTK 系统的可靠性。保证细部数据采集各时段测量成果的精度。

2.3 RTK 测量成果评价

采用RTK 控制测量提高了测量工作效率，大大降低作业成本，缩短了测量工期，高科技投入带来的优势，就是测量产品技术含量与质量的提高。首级GPSRTK测量要求控制点达到三级城市导线点的精度，由此加密发展图根RTK 控制点，城区密集居民地再采用图根导线予以串测，完成地形图控制测量。RTK 测量成果内符合精度（见表1）在控制范围内，符合技术设计要求。

表1 GPS-RTK 起算点内符合精度统计表

通过检测城市等级导线点，坐标较差、点位较差（见表2）均在允许范围内，达到既定的控制指标。

表2 GPS-RTK 控制网检测成果统计表

对细部点坐标进行检测，成果质量符合要求（见表3）。

表3 GPS-RTK 测量已知点检测对照表

对于两点或以上通视的GPS-RTK 控制点，采用全站仪实测边长或角度与GPS-RTK成果反算数据进行比较，以获取边长中误差指标，边长误差中误差均控制在± 2 cm 以内。展绘的地形图达到规范要求的成果精度。

3 RTK 数字地形测量成果分析

利用GPS-RTK 技术进行城市规划测图，从控制测量到图根测量以及细部测量，采用常规测量手段的精度指标来评价质量，尽管有些测量工序操作起来不规范，检测起来较为繁琐，难以形成统一的测量标准。但是检验告诉我们，实施RTK 数字地形测量成果是可靠的。只要从实践中总结出RTK 技术的特点，提炼出RTK测量技术规范，正确运用RTK 实施数字地形测量，其技术优势将得到最大限度的挖掘。

GPS 静态测量技术在工程测量中的应用已相当成熟，GPS 实时动态差分测量技术正随着广州市连续卫星运行测量系统的投入建设而趋于深化与完善。广州市似大地水准面精化工作的拓展与成果应用，各控制点平面坐标达到四等平面控制点精度，高程达到三等水准点水平，为GPS-RTK 实时动态测量技术的全天候应用创造了先决条件。传统测量模式将随技术的改进而打破，GPS-RTK 1: 500 数字地形测量应用实践将提供可贵的经验。

4 结语

充分利用RTK 测量技术开展城市1: 500 数字地形图规划测量，对城市扩编后城乡结合部、高山地带地形测量得天独厚。以GPS-RTK 技术为主导，辅以全站仪辅助测量的作业模式在工程测量中的应用，就目前来讲是有效的方法。按现行的《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJB-97）及GPS-RTK 测量技术应用积累的经验，完全可达到期望的测量精度。

GPS-RTK 在城市地形测量、城市工程测量中的运用，在工作中仅能凭经验进行测量作业，按常规经典测量规范控制指标衡量精度，规范管理不配套，实际操作千变万化，要规范RTK 应用测量，严谨科学的标准规范应通过实践尽早制定。

参考文献

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