浅论全站仪联合GPS-RTK测绘山区地形图
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摘 要：现代测绘技术可谓是日新月异，但是像云南这样的高原地区，很多数字测图项目依旧需要灵活运用各种测图手段。该文结合曲靖市富源县某矿区约3km2数字地形图测绘项目阐述了全站仪测图、RTK测图的优缺点，将两种手段灵活有效地结合形成优势互补，大大提高了工作效率，以供同行在进行相似山区地形时参考并共同探讨。
关键词：全站仪 GPS-RTK 山区地形图
中图分类号：P217 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）01（c）-0032-02
目前，测绘技术可谓是日新月异，CORS和无人机低空摄影测量技术也深受各作业单位欢迎，但是也不是所有测区都适合，也不是所有测区都能顺利实施这两类先进技术，在云南很多测区依旧需要针对性地灵活运用各种测绘技术，方能顺利完成大比例尺数字地形图测绘。自全站仪问世并投入测绘项目后，迅速取代了传统的平板仪、经纬仪，伴随着各类测图软件的开发和投产使用，测图模式也由传统手工测图模式转化为数字测图模式，RTK出现以后，RTK数字测图又迅速变成了测绘工作者的首选，但是至今都没有完全取代全站仪，这说明RTK也不是所向披靡、无所不能的，在云南这样地况地貌复杂，南低北高、相差6600m、山高谷深、河流纵横、沟壑纵横、植被高而密集的地方，很多测区需要将全站仪和RTK两种手段有效地结合在一起，合理组织，方能起到保质增效的效果。
1 全站仪测图的优缺点
应用全站仪进行数字测图几乎不受地形限制，不过多地受天气条件约束，设站灵活，它不需要接收卫星信号，现在的全站仪自带内存大，电池耐用，操作方便，自动计算记录，一些不易于到达的地方还可以利用免棱镜功能、距离偏心、角度偏心功能获得碎部点的三维坐标。此外，还可以利用全站仪的后方交会功能、辐射点法适当增补测站点，比起经纬仪测图时代，少了很多繁杂的计算、记录、展点工作。
但是全站仪测图的劣势在于依旧需要做图根控制，控制点间应保证必要的通视条件，碎部点与控制点间也需通视，在树木密集区，经常需要采取各种措施艰难地举高棱镜，一测站作业人员需要3人左右，人力成本较RTK测图要高一些，在困难测区需要频繁地增补测站点和搬站。
2 RTK测图的优缺点
RTK测图有很多优点：（1）自动化程度高，操作简单，只要能满足RTK数据采集的基本工作条件，则不需要频繁的搬站，不需要浪费太多的时间;（2）工作效率高，一般都采用一基多移（即一个基准站挂多个移动站）方式，移动站只需单人作业，无需耗费太多的人力成本;（3）无需做图根控制，无需考虑控制点间通视，直接利用控制点进行纠正检查后方可进行数据采集，所采集的碎部点无误差累积，点位精度高，图面精度均匀。
但是，RTK测图也不是所向披靡、无所不能，有时候只能让测绘工作人员束手无策。（1）受电台传播距离影响较大，如果是用CORS，则必须有正常的连续运行参考站，且网络正常;（2）受地形情况限制较明显，在沟壑较深的测区，树木高大密集区，竹林区，高密建筑区经常会出现无固定解甚至失锁的情形，导致无法正常作业;（3）受天气影响较显著，在多云、风大、雷雨天气，卫星信号强度受到影响，直接降低测量精度，甚至还很危险;（4）受大气层、卫星分布等因素的干扰;（5）在困难测区，难以选择合理的基准站位置。
3 测区地形概况
该文所结合的项目为云南曲靖市富源县某矿区约3km2 1∶500数字地形图测绘，该测区为山地地形，周围交通不太方便，相对高差大，沟壑众多且深。整个测区被一条又长又深的沟壑分成两半，主沟壑以东树木高大且密集，约占测区总面积的1/3;主沟壑以西无高大树木，以1.5m左右的灌木丛为主，山形较陡。山脚相对平坦区域为矿区相关建构筑物，较为杂乱。经实地踏勘后确认矿区以前的控制点有的被破坏，有的找不到，无控制点可用，只有一张20年前的1∶2000的纸质地形图，且模糊不清。
4 全站仪与GPS-RTK的有效结合
首先用GPS静态模式完成了首级控制网（四等GPS控制网）的观测，然后以《全球定位系统城市测量技术规程》为依据，在首级控制网下以二级GPS控制网进行加密控制，二级控制网平均边长在800m左右，以快速静态GPS模式完成了加密控制网的观测。待控制网解算完成后，进入测图阶段，考虑到工作人员大多为才毕业的实习生，所以由一位测图经验丰富的工程师负责总指挥。
此次测图采用测记法模式，外业主要采用RTK与全站仪进行野外数据采集，内业则由绘制草图的人员用南方CASS成图软件完成绘制及编辑。测图阶段投入1+3模式的GPS-RTK，一台移动站负责在主沟壑以东加密控制，为全站仪测图做图根控制，另外，2台RTK负责主沟壑以西的数字地形图测绘，每2人一个工作组，一人负责数据采集，一人负责绘制草图和其他辅助工作。待西边测区测完后，将6个工作人员进行重组，分成两个小组，改用全站仪来测东边测区和山脚下的矿区建筑区。这样实施下来，原来甲方给定的工期是30d，结果我们只用了17d就顺利提交了验收结论为良好的成果，大大提高了工作效率。从实施情况来看，这样的组合有以下几点可取之处。
（1）用RTK来做图根控制，相对于全站仪导线和传统的图根控制手段而言，工作量明显减少，图根点没有误差累积，点位误差小，效率高。
（2）用RTK测开阔的区域，显著降低作业条件要求，无需与控制点通视，无需重复搬站，明显提高了工作效率，由于没有误差累积，碎部点的精度高，图面精度均匀，在人员紧张的情况下，单人也可作业。
（3）用全站仪依据RTK做好的图根控制点来进行数据采集，弥补了RTK在困难测区信号时有时无的劣势，几乎不受天气的影响，即使是下着小雨，也完全可以作业，不会出现窝工的现象，可以根据踏勘情况严格按技术设计有计划有步骤地逐步推进工作。在纯地形区，绘制草图的人员快速勾绘完草图后也加入跑棱镜的队伍，实现了测站上1人对多个司镜员的数据采集模式，工作效率就更高了。
5 结语
数字测图的模式和方法有很多种，如果能根据测区的实际情况、技术力量的情况、单位设备配备的情况灵活应用各种模式的组合，扬长避短，肯定能起到事半功倍的效果。在像云南这樣地况地貌复杂，山高谷深，沟壑纵横的区域，灵活运用全站仪联合GPS-RTK模式进行大比例尺数字地形图测绘可以高效而可靠地完成任务，是非常值得推广的，特别是一些小型测量项目，就更加适用了。
参考文献
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