数字测图在工程测量中的应用探讨

1、数字测图在工程测量中的应用探讨摘要数字测图是在测量工作中利用 HYPERLINK /class_free/148_1.shtml 电子 HYPERLINK /class_free/19_1.shtml 计算机技术将野外数据采集系统与内业机助制图系统相结合,其目标是实现信息采集处理的数字化、自动化、信息化。数字测图可以缩短作业时间,减轻劳动强度,提高成果精度。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出3部分组成,数字测图作业模式中测记式数字测图应用最为广泛。大比例尺数字测图正以其测图精度高，成图速度快等优势逐步的取代传统的，以平板仪为主的模拟测图。与传统的模拟测图相比，数字测图的质量控制关键

2、点更多、内容与方法更为复杂。GPS 新技术的出现,可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标,在地形测量中已得到广泛地应用。本文介绍了GPS(RTK) 配合全站仪的作业流程, 简要阐明了其在地形测量中的应用。在利用实测数据成图的过程中, 解决一些常见的问题, 并给出解决的办法及依据, 同时给出一些有益的结论, 以适应实际使用的需要。关键词：RTK技术;电子测速;数字化测图; CASS5.1 ;地形测量;全球定位系统ABSTRACT The digitized mapping technique is to combine the field data collection system with

3、the computer assisted mapping system in surveys by computer technology.It aims to realize the information collected and processed digitally and automaticaity.The digitized mapping technique can cut short the working time,lighten the labor intensity and enhance the precision of the productions.The sy

4、stem consists of three parts,such as data input,data processing and data output.the survey-record digitized mapping technique is widely used in the digitized mapping working pattern.For its superiority over traditional plane-table mapping in accuracy and efficiency,the large scale digital mapping is

5、 becoming more and more popular.Compared with traditional analogue mapping,digital mapping has more quality control pivotai points,and its contents and methods are more complex.With the appearance of new technology GPS ,the coordinate of different levels controlling points may be surveyed in high pr

6、ecision and it has been applied widely in topographic survey.The operation process of GPS(RTK) electronic tachometer is introduced and its application in topographic survey is briefly illustrated. Solutions to some problems usually occur in the mapping process using actually measured data and some h

7、elpful conclusions are given for practical use.Key word: RTK; electronic tachometer ; digital mapping ; CASS5.1;topographic survey;GPS目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc293051673 第1章 绪 论 PAGEREF _Toc293051673 h 5 HYPERLINK l _Toc293051674 1.1 前言 PAGEREF _Toc293051674 h 5 HYPERLINK l _Toc293051675 第

8、2章 仪器及软件 PAGEREF _Toc293051675 h 7 HYPERLINK l _Toc293051676 2.1 GPS(RTK)简介、系统组成及其基本原理 PAGEREF _Toc293051676 h 7 HYPERLINK l _Toc293051677 2.1.1 GPS(RTK) 简介 PAGEREF _Toc293051677 h 7 HYPERLINK l _Toc293051678 2.1.2 GPS(RTK) 系统的组成 PAGEREF _Toc293051678 h 7 HYPERLINK l _Toc293051679 2.1.3 GPS(RTK) 的基本

9、原理 PAGEREF _Toc293051679 h 8 HYPERLINK l _Toc293051680 2.2 全站仪简介、系统组成及其基本原理 PAGEREF _Toc293051680 h 10 HYPERLINK l _Toc293051681 2.2.1 全站仪的分类 PAGEREF _Toc293051681 h 10 HYPERLINK l _Toc293051682 2.2.2 全站仪简介、系统组成 PAGEREF _Toc293051682 h 11 HYPERLINK l _Toc293051683 2.2.3 全站仪的基本原理与功能 PAGEREF _Toc29305

10、1683 h 11 HYPERLINK l _Toc293051684 2.3 CASS软件的介绍 PAGEREF _Toc293051684 h 12 HYPERLINK l _Toc293051685 第3章 GPS(RTK)与全站仪联合数字测图的实施 PAGEREF _Toc293051685 h 15 HYPERLINK l _Toc293051686 3.1数字测图的外业工作的实施 PAGEREF _Toc293051686 h 15 HYPERLINK l _Toc293051687 3.1.1作业技术依据 PAGEREF _Toc293051687 h 15 HYPERLINK

11、l _Toc293051688 3.1.3测区的基本情况 PAGEREF _Toc293051688 h 15 HYPERLINK l _Toc293051689 3.1.4 控制测量 PAGEREF _Toc293051689 h 15 HYPERLINK l _Toc293051690 3.1.5 碎部测量 PAGEREF _Toc293051690 h 19 HYPERLINK l _Toc293051691 3.1.6外业操作的一些注意事项 PAGEREF _Toc293051691 h 20 HYPERLINK l _Toc293051692 3.2数字测图的内业工作的实施 PAGE

12、REF _Toc293051692 h 21 HYPERLINK l _Toc293051693 3.2.1数据传输、区分及数据格式 PAGEREF _Toc293051693 h 21 HYPERLINK l _Toc293051694 3.2.2数字测图内业工作的实施 PAGEREF _Toc293051694 h 27 HYPERLINK l _Toc293051695 3.3对数字地图进行质量检查和质量评定 PAGEREF _Toc293051695 h 30 HYPERLINK l _Toc293051696 3.3.1数字化测图质量评价的内容与特点 PAGEREF _Toc2930

13、51696 h 30 HYPERLINK l _Toc293051697 3.3.2数字化测图质量评价指标体系 PAGEREF _Toc293051697 h 32 HYPERLINK l _Toc293051698 3.4本章小节 PAGEREF _Toc293051698 h 35 HYPERLINK l _Toc293051699 结束语 PAGEREF _Toc293051699 h 37 HYPERLINK l _Toc293051700 参考文献 PAGEREF _Toc293051700 h 39第1章 绪 论1.1 前言目前在我国，获取数字地图的主要方法有三种：原图数字化，航测

14、数字成图，地面数字测图。但不管那种方法，其主要作业过程均为三个步骤：数据采集，数据处理及地形图的数据输出（打印图纸、提供软盘等）。这里我们主要讲述一下地面数字化。在没有合乎要求的大比例尺地图的地区或该地区测绘经费比充足，可直接采用地面数字测图的方法，该方法也称为内外业一体化数字测图，是我国目前个测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相对于邻近的控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。但它所耗费的 HYPERLINK /class_free/80_1.shtml 人力、物力与财力也是比较大的。随着测绘科学技术的发展,传统的测图方法正

15、逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。GPS - RTK(以下简称RTK) 与全站仪联合进行数字化测绘地形图就是一种行之有效的新方法。RTK与全站仪联合测绘地形图,可以优劣互补。如果仅用全站仪进行数字化测图,就必须建立图根控制网,这样须投入大量的时间、人力、财力;如仅用RTK测图,可以省去建立图根控制这个中间环节,节省大量的时间、人力和财力,同时还可以全天侯地观测。由于卫星的截止高度角必须大于13- 15,它在遇到高大 HYPERLINK /class_free/149_1.shtml 建筑物或在树下时,就很难接收到卫星和无线电信号,也就无法进行测量。如果用RTK与全站仪联合测

16、图,上述弊端就可以克服。即在进行地形测量时,空旷地区的地形、地物用RTK测之;村庄、城市内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标,然后用全站仪测之。这样可以大大加快测量速度,提高工作效率。随着GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善, GPS 得到越来越广泛的应用。同时,全站仪也因其数据采集自动化程度高、大大释放劳动力等优势,成为勘测、设计、施工和 HYPERLINK /class_free/6_1.shtml 管理不可或缺的测量工具。但随着工程质量要求的不断提高,测量用户已不再局限于只使用GPS 或全站仪中的一种,在实际测量工作中,同样一个工程中GPS 的测量成果常为全站仪所用,全站

17、仪测量值又常作为检校GPS 作业的依据。用GPS 完成控制比用常规仪器要快得多。它不要站间通视,也无需庞大的作业队伍,精度高、作业快、费用省、应用灵活。一些先进的接收机和天线技术把外业观测时间压缩到最短的同时,仍能获得最优的数据,在灵敏度、可靠性、抗干扰能力方面都有优异的表现。静态、快速静态通过载波相位差分可以达到很高的精度(10-6D10-8D) 。R T K 技术能实时提供观测点的三维坐标,并达到厘米级的精度。它的普及极大地拓展了GPS 的使用空间,使GPS 从只能做控制测量的局面中摆脱出来,而开始广泛运用于工程测量。现在商用R T K 接收机可实现20 Hz 高速独立采样与输出,整周未知

18、数初始化时间仅需8 S , 并提供独立检核,内置锂电池可支持1 个工作日连续作业。全站仪是一种兼有电子测距、电子测角、计算和数据自动记录及传输功能的自动化、数字化的三维坐标测量与定位系统。面对多层次的需求,各种精度等级、各种功能类型的仪器也纷纷面世。尤其是以无棱镜测量、自动目标识别、自动跟踪等代表新技术潮流的功能将使工作得以更高效、精确地完成。如今,已被广泛应用于控制测量、地形测量、地籍与房产测量、施工放样、 HYPERLINK /class_free/152_1.shtml 工业测量及近海定位等方面。随着电子全站仪、GPS(RTK)及电子计算机的普及，及它们在测量仪器中的比例逐渐增大，它们在

19、数字地形图、地籍图的应用也在日趋广泛。地形图的成图方法正在逐步的由传统的白纸法成图像数字测图方向发展。特别是我国的东部沿海发达地区，数字测图几乎占据了大部分的地形图测绘 HYPERLINK /class_free/79_1.shtml 市场。在地形测量中, 传统的方法是经纬仪配合小平板仪的方法, 在小平板仪上进行展点, 再通过手摇数字化仪得到数字化图, 由于受到人为操作误差的影响, 误差可达到0.12 mm 以上, 对大比例尺的地形图的精度影响比较大。随着GPS（RTK）系统的不断改进, 已经达到了比较满意的精度要求, 可以满足常规测量的要求, 尤其对于开阔的地段(主要是田野、公路、河流、沟、

20、渠、塘等) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位(RTK) 测量模式进行全数字野外数据采集。对于树木较多或房屋密集的村庄等, 采用RTK 测定图根点, 通过全站仪的采集碎部点。基于此, 我们在实践中尝试利用RTK 配合全站仪进行野外数据采集, 然后在CASS5.1 HYPERLINK /class_free/153_1.shtml 环境下进行数字化成图, 结果显示该方案是可行的。但是受到仪器数量的限制，有些学生对全站仪和GPS(RTK) 在数字成图中使用的机会较少，甚至对此只是一般性的了解。所以通过本课题的完成，能够使这些学生掌握好全站仪与GPS(RTK)集和数字成图，为今后承担测图工程奠

21、定坚实基础。第2章 仪器及软件2.1 GPS(RTK)简介、系统组成及其基本原理2.1.1 GPS(RTK) 简介RTK(Real Time Kinematic) 实时动态测量系统,它是集 HYPERLINK /class_free/19_1.shtml 计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS 测量定位技术为一体的组合系统;它是GPS 测量技术发展中的一个新突破。RTK 定位精度高,可以全天侯作业, 每个点的误差均为不累积的随机偶然误差。实时动态测量的基本思路是: 在基准站安设一台GPS 接收机,对所有可见GPS 卫星进行连续的观测,并将观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站(

22、流动站); 在流动站上, GPS 接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理实时地计算并显示出流动站的三维坐标及精度。2.1.2 GPS(RTK) 系统的组成GPS(RTK) 系统由基准站、若干个流动站及无线电通讯系统三部分组成。基准站包括GPS 接收机、GPS 天线、无线电通讯发射系统、供GPS 接收机和无线电台使用的电源(汽车用12 伏蓄电瓶) 及基准站控制器等部分。流动站由以下几个部分组成: GPS 接收机、GPS 天线、无线电通讯接听系统、供GPS 接收机和无线电使用的电源及流动站控制器等部分。用框图表示参见图2.1：图2.1 RT

23、K-GPS 系统结构图2.1.3 GPS(RTK) 的基本原理GPS 系统包括三大部分:地面监控部分、空间卫星部分、用户接收部分,各部分均有各自独立的功能和作用,同时又相互配合形成一个有机整体系统。对于静态GPS 测量系统, GPS 系统需要二台或二台以上接收机进行同步观测,记录的数据用软件进行事后处理可得到两测站间的精密WGS -84 坐标系统的基线向量,经过平差、坐标转换等工作,才能求得未知的三维坐标。现场无法求得结果,不具备实时性。RTK 实时相对定位原理如图2.2 所示：图2.2 RTK 实时相对定位原理图2.3 GPS(RTK)数据流程如图基准站把接收道的所有卫星信息（包括伪距和载波

24、相位观测值）和基准站的一些信息(如基站坐标天线高等) 都通过无线电通讯系统传递到流动站，流动站在接收卫星数据的同时也接受基准站传递的卫星数据。流动站完成初始化后,把接收到的基准站信息传送到控制器内并将基准站的载波观测信号进行差分处理,即可实时求得未知点的坐标。数据流程如图2.3 所示：2.2 全站仪简介、系统组成及其基本原理2.2.1 全站仪的分类八十年代末、九十年代初，人们根据 HYPERLINK /class_free/148_1.shtml 电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全站仪分成两大类，即积木式和整体式。积木式(Modular)，也称组合式，它是指电子经纬仪和测距仪既可分离

25、游客组合。用户可以根据实际工作的要求，选择测角、测距设备进行组合。1. 粗瞄器2. 内装倒向光装置（选件）3. 垂直微动螺旋4. 电池5. GEB111电池盒垫块6. 电池盒7. 目镜8. 调焦环9. 螺丝固定的可拆卸仪器提把10. RS232串行接口11. 脚螺旋12. 望远镜物镜13. 显示屏14. 键盘15. 圆水准器16. 电源开关17. 热健18. 水平为动螺旋图2.4 莱卡全站仪的重要部件图整体式(Integrated)，也称集成式，它是指电子经纬仪和测距仪做成一个整体，无法分离。九十年代以来，基本上都发展为整体式全站仪。随着 HYPERLINK /class_free/19_1.

26、shtml 计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它 HYPERLINK /class_free/152_1.shtml 工业技术的应用，全站仪出现了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪，使得全站仪这一最常规的测量仪器越来越能满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。2.2.2 全站仪简介、系统组成此次论文实地操作部分主要使用的是莱卡TC405型全站仪。其简介、操作说明及组成部分的详细内容可参考其使用说明书3，再这里就不做赘述了。其重要部件如图2.4：2.2.3 全站仪的基本原理与功能全站仪是一个由测距仪、电子经纬仪、电子补偿器、微处理机组合的一个整体。测

27、量功能可分为基本测量功能和程序测量功能。基本测量功能包括电子测距、电子测角（ 水平角、垂直角）； 程序测量功能包括水平距离和高差的切换显示、三维坐标测量、对边测量、放样测量、偏心测量、后方交会测量、面积计算等。特别注意的是只要开机，电子测角系统即开始工作并实时显示观测数据；其它测量功能只是测距及数据处理。它可以同时测量空间目标的距离和角度数据，直接得到三维坐标数据。全站仪测图的基本流程如图2.5：图2.5 全站仪测图的基本流程2.3 CASS软件的介绍2.3.1 测绘软件的选择对于一个测绘单位而言，数字测图的一个重要的问题是选择好适合于本单位使用的测绘软件。因为往往的这个单位用起来很好的软件，

28、到了别的单位却不一定适用，所以每个单位对于软件的选择问题应具体问题具体分析，不能人云亦云。衡量一个成图软件的标准，首先要看该软件是否适合本单位的实际情况；二要看其可操作性，是否界面友好，简便易学等等；三要看其提供的功能是否适合于本单位。目前各个测绘单位所使用的成图软件，可谓五花八门，林林总总。但基本上为两种类型，一是系统（单位）自行开发的，另一种是由专门的测绘软件开发商开发，而以商业目的的提供给广大用户使用的，也是个测绘单位用得比较多的。在本文中所讲到的是后一种软件。现在 HYPERLINK /class_free/79_1.shtml 市场上的测绘软件用得最多的主要有三种：一是以清华山维公司

29、与清华大学土木系联合开发的测霸EPSW（Electronic Planetable Surveying and Mapping system）系列；二是武汉瑞得测绘自动化公司的RDMS系列；三是广州南方测绘仪器公司与广州开思公司的CASS系列与SCS系列。下面简单早已下比较分析。对于已经熟悉AUTO CAD的用户而言，CASS系列与SCS系列是一个不错的选折，因为它们基于AUTO CAD平台开发的，AUTO CAD的所有功能它都可以用，而AUTO CAD则是世界上大家所共认的绘图平台，其编辑功能是有目共睹的5。CASS与SCS的功能差不多，各有所长与所短。CASS的服务可以说是一个电话随叫随到

30、，而SCS的服务在近段时间内是无法与其相提并论的。它们均提供三种作业方式：电子平板方式、原图数字化方式及内外业一体化。再CAD的基础上，开发了许多功能，如量算定点、图形复制、绘制多功能复合线等。除此之外，还提供了地藉表格会制与图纸 HYPERLINK /class_free/6_1.shtml 管理等功能。对于那些即想用电子平板方式作业，又能在市内编辑成图的单位而言，可以选它。当然这些软件功能会随着时间的推移而逐步完善。对这些软件的认识也只是本人的一管之见。来源: HYPERLINK 论文天下论文网 HYPERLINK 2.3.2 CASS软件开发的背景目前 HYPERLINK /class_

31、free/79_1.shtml 市场上的数字成图软件较多，CASS软件便是其中之一。该软件是南方测绘仪器有限公司在AutoCAD2002上开发的新一代数字化地形地籍成图软件， 它彻底打通了数字化成图系统与,GIS的接口，是信息产业部门认可并普遍使用的通用软件，可实现地形地物数据的自动输入、处理、分析、显示、输出，其市场占有率较高。2.3.3 CASS软件安装要求1.硬件 HYPERLINK /class_free/153_1.shtml 环境CASS软件安装环境要求：CPU主频在赛扬433以上；内存在64MB以上；硬盘存储空间至少200MB以上的剩余空间；显示驱动至少256色、800 x600

32、的分辨率；支持Windows的显示适配器；鼠标或其他指点设备。2. 软件环境CASS软件的系统安装平台为Windows NT4.0、Windows 9X/me/2000/XP，AutoCAD2002/ AutoCAD2000/ AutoCAD R145。3. CASS的主要功能介绍CASS的安装应该在安装完AutoCAD2002并运行一次后才可进行。CASS操作界面主要分为3个部分：顶部下拉菜单、右侧屏幕菜单和工具条。共有11项下拉菜单，右侧屏幕菜单可选择相应地形图图式符号。每个菜单项均以对话框或命令行提示的方式与用户交互应答，操作灵活方便，简单易学。几乎所有的CASS命令及AutoCAD20

33、02的编辑命令都包含在顶部的下拉菜单中， 如文件 HYPERLINK /class_free/6_1.shtml 管理、数据处理、图形编辑、工程应用等命令。第3章 GPS(RTK)与全站仪联合数字测图的实施3.1数字测图的外业工作的实施3.1.1作业技术依据全球定位系统城市测量技术规程(CJJ 73 79) 6 ; 城市测量规范(CIJ 8 99) 7, 1 500 , 1 1000 , 1 2000 地形图图式; GB/ T7929 1995 8。平面基准采用1954 年北京坐标系;高程基准采用1956 年黄海高程系。3.1.2 GPS(RTK) 配合全站仪的施测过程介绍首先要确定作业的先后

34、流程, 该测区我们制定的作业流程图如图3.1：图3.1RTK 配合全站仪的施测流程图3.1.3测区的基本情况本测区位于四川省广元市赤化镇， HYPERLINK /class_free/151_1.shtml 交通较为便利，测区地势较为平坦, 测区内树木较多给测量工作带来一定的困难。测区布设4个已知的三等GPS控制点，作为测区平面控制的起算点。3.1.4 控制测量1.控制测量分类9地形测图控制测量是为测绘地形图而建立平面和高程控制网的测量工作，内容分为基本控制（又称等级控制）和图根控制。基本控制是整个测区控制测量的基础。图根控制是直接为地形测图服务的控制网。基本控制网的建立要根据测区面积的大小,

35、以满足当前需要为主,兼顾远景发展。一般先建立控制全局的首级网，然后再根据需要加密，也可一次建立足够密度的全面网。平面控制网可采用测角网、测边网或边角网，建成区多采用导线网。在已建有国家或当地平面控制网点的测区内进行测量时，应与之进行联结。当已建网精度能满足需要时，直接利用加密或进行必要改算后加密；当精度不能满足需要时，可选用一点的坐标及一条边的方位角作为起算数据建立独立网。同样要在整个测区内建立高程控制网，应用水准测量方法施测并与附近国家或当地水准点进行联测，以取得统一的高程系统。在数字测图工作中，控制测量的工作与传统的控制测量相比，应该更简便，当然，在新规范中，对这一方面的要求没有多大的改动

36、，但根据本人的实际工作经验及积累，有一些限制条件是可以放宽的，特别是图根控制。随着GPS技术的发展成熟及全站仪的普及，三角测量现在已基本淡出了控制测量这个舞台。所以对大多数的人员而言，无疑大大的减轻了工作强度。去掉了三角测量的种种枷锁的限制，取而代之的是更为灵活的GPS网及导线（网）测量。在文本中，仅就图根测量及图根加密作一探讨。现在各测绘单位所使用的 HYPERLINK /class_free/148_1.shtml 电子全站仪的精度一般为6、3+5ppm以下，加上是电子自动读数，所以他的实际精度要较其标准精度高，相对于光学经纬仪而言，就更具有优势。众所周知，在传统测图中，地面点平面位置的误

37、差受下列误差的影响：1.图根点的展会误差M展2.测定地物点的距离误差M距3.测定地物点的方向误差M刺M绘4.地形图上地物点的刺点误差M刺5.清绘时所造成的误差M绘综上所述，地形图上地物点平面位置的误差可用3.1式表示：M2物=M2展+M2距+M2向+M2刺+M2绘+M2物 （3.1）以1:1000比例尺，最大视距为100米为例，根据经验，有下表：表3.1 地面点平面位置的误差误差（mm）M展M距M向M刺M绘M物数值0.180.380.51而在数字测图中，因为是 HYPERLINK /class_free/19_1.shtml 计算机自动展点，所以图根点与地物点的展绘误差

38、可忽略不计，看作0。则剩下的M距、M向。取方向中误差为标称精度的3倍极限，因为是半测回测角，所以方向的误差为6x2x3=17，去碎部点至测站的距离为300m，则M向=17/206265x300=0.024m，测距仪的标称精度3+5ppm。顾及测量中棱镜不到位等各项因素的影响，取经验值0.020m。则该实测的该平面点相对于图根点的误差为0.032m。由上可见，在视线良好的情况下，由于全站仪相对于经纬仪测角、测距精度的提高及计算机的应用，测量碎部点的距离可以放大，图根点的密度可以作相应的降低，边长可以放宽至100到300米。对于支站，也可以不受2站的限制，根据本人的实践，支3到4站的精度还是可以达

39、到要求的。当然，在城市密集 HYPERLINK /class_free/149_1.shtml 建筑区和通视不好的条件下，顾及以后地形图修测或工程放羊的要求，图根点的密度应增加。2.GPS(RTK)点的选择及GPS控制网的布设考虑测区范围较小,依据全球定位系统测量规范及GPS点位布设的要求，本次布网以E 级GPS 控制网作为测区的首级控制。该网布设了4个E级GPS控制点，分布在测区的边界的主干道上。本GPS 控制网以同步环为基本单元,采用边连接方式。将两个已知点和两个待定点联结成如图3.3的网型：图3.2 GPS网型3.GPS的外业观测采用三台南方GPS接收机按照规范和要求已静态方式进行同步观

40、测。观测时按照观测前做好的观测计划利用对讲机相互联络, 同时开机并认真及时地逐项填写测量手簿中的各项内容。4.GPS基线向量的解算GPS 基线向量的解算采用南方公司提供的随机软件进行。对当天采集的数据在当天晚上及时地传输到计算机中, 并检查外业记录和输入点号、点名。检查测前和测后天线高是否有变, 取其均值输入天线高, 对同步环、异步环闭合差及复测基线进行检查, 以便发现不合格成果。根据情况决定淘汰、重测或补测, 该网各条基线均符合精度要求。5.GPS 平差计算及检核GPS 控制网的平差计算也采用南方公司提供的随机软件进行。三维无约束平差采用WGS84 椭球, 参考坐标系采用WGS84 坐标系。

41、根据基线解算成果, 首先进行三维无约束平差, 然后以G16和G17两个三等已知GPS 点的平面坐标和高程作为该网的起始数据进行三维约束平差。6.高程检测在测图前, 们用RTK对两个已知的水准点进行检测，G16点的已知高成为100.00m检测值为100.01；G17点已知高程为99.99m检测值为100.01m与已知值相比较，均在限差范围内，说明利用RTK 进行图根高程测量精度是可靠的。7.图根控制测量观测待定点之前我们设置机内精度，我们设置机内精度指标预设位点位中误差+2.0cm，高程中误差+3.0cm 。观测时注意点位几何图形强度因子，每个控制点观测两次，双观测值的点位坐标差值+5cm ，取

42、中数作为最终结果。为了科研需要，所有控制点均施测水准高程（外围三等内部四等），所以我们在观测时随时检查点的RTK高程。在数字测图时，对所有的控制电（包括E级点）进行了RTK观测。经过比较后可以看出，平面精度完全可以满足城市一等要求，待定点举起算点（基准点）超过1公里时，RTK观测高程百分之九时可以满足四等要求（作业半径小于6公里），RTK高程完全可以满足图根点和地形测图的需要。3.1.5 碎部测量数字测图中，碎部测量的主要方法为极坐标法，在实测得多数碎部点的坐标后，可以用软件中的方向交会、距离交会、十字尺测量法或两算定点等方法来取得其余各点的坐标，在辅以软件中的偏移、拷贝、延伸等功能，得到最后

43、的图形。在本次地形图测绘中，没有专门进行图根控制测量这一环节，而是利用RTK实时动态定位功能随时为全站一测图提供图根点。按照城市测量规范中地形测量的要求进行地形图的碎部测量。测量方法是全站型 HYPERLINK /class_free/148_1.shtml 电子速测仪与动态全球定位系统GPS RT K 联合进行地形要素的自动采集和存储,并通过成图软件进行机助成图。对于开阔的地段(主要是田野、公路、河流、沟、渠、塘等) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位(RT K) 测量模式进行全数字野外数据采集。实地绘制地形草图,对于树木较多或房屋密集的村庄等采用RTK 给定图根点位,利用全站仪采集地

44、形、地物等特征点,实地绘制草图,回到室内将野外采集的坐标数据通过数据传输线传输到计算机,根据实地绘制成草图,经人机交互编辑后由计算机自动生成数字地图。3.1.6外业操作的一些注意事项1.在地形测图中, 对全球卫星定位系统基准站的要求10：(1)应将基准站架设在测区的中央, 并远离高压线和无线电发射塔50 m 以上。根据已知点进行点位校正和检核RTK的可靠性。(2)基准站上的仪器应精确对中, 严格整平, 整平精度偏差不超过半格, 对中不超过1 mm 。(3)接收机接收卫星的高度角应设置为15。(4)基准站天线高度应在3 个方向上量取3 次, 互差 3 mm , 取其平均值作为基准站的天线高度,

45、取至mm 。2.在地形测图中对流动站的技术要求：(1) 卫星高度角13。(2) 观测卫星个数不 5 颗。(3) 流动站应在基准站控制转换范围以内, 距离基准参考站 图上012 mm (实地20 cm)(7)运用RTK 给定图根点时, 应尽量选择通视良好, 且易于仪器搬运和操作的图根点, 因此平房以及十字 HYPERLINK /class_free/151_1.shtml 交通路口是比较理想的图根点选择的位置, 切记给定后视点作为检测。3.全站仪的简单操作流程：(1) 整平对中, 对中偏差不得超过1 mm ; (2) 启动全站仪, 进入文件 HYPERLINK /class_free/6_1.s

46、html 管理界面, 建立文件名, 并选择该文件在文件下存储; (3) 以后视点为检核点进行检核, 偏差在限差范围内方可进行点收集, 否则查明原因, 符合限差要求方可采集数据; (4) 采集碎部点数据信息。注意事项(1) 一个测站应一个方向观测, 切勿盘左盘右不分; (2) 一个测站仪器如有碰动需重新对中整平检核; (3) 勤建测站名以便于文件管理和查询。4.绘制草图的一些技巧及注意事项绘图员应有一定的方向感, 有一定的图形比例控制能力。RTK 给定图根点后, 绘图员在实地可先画出大致需要采集点的草图, 并控制好比例。绘制草图时遵循上北下南, 要善于使用多色笔标识, 准确描述地物间拓扑关系,

47、使用特定的符号, 以易于内业操作。比如一块旱地, 可以在中间画出旱地符号(或注记文字) 即可清楚表示出地形特点。采集数据时也要注意一些技巧, 对于不便观测的四点房, 采用两点加宽度的采点方法, 这样用 HYPERLINK /class_free/19_1.shtml 计算机自动生成, 所得的房屋既符合精度, 又很美观。注意一些散点的采集, 如电线杆, 采集时一块图一块图的检查, 以免漏测。采用两人跑尺, 可以大大的提高外业的速度, 需注意每测好一点应及时用对讲机进行核实, 以保证点图对应不出错。3.2数字测图的内业工作的实施3.2.1数据传输、区分及数据格式1.RS -232C接口尽管现在一些

48、先进的全站仪和GPS 接收机配置了如USB 接口、IR 红外接口和数据存储卡等方式进行数据存储和通讯。但将测量数据存储在全站仪和GPS 接收机自带的存储器中,通过RS -232C 接口与个人计算机进行数据传输仍是目前使用最多的一种方法。在使用RS -232C 标准插头实现连接之前, 用户必须根据已有的DTE 及DCE 的具体说明,做好匹配的调整工作。对数据线上所传输的数据格式、RS -232C 标准并没有严格的规定。所传输的数据速率是多少、有无奇偶校验位、停止位为多少、字符代码采用多少位等问题,应由发送方与接受自行商定,达成一致的协议。大多数全站仪使用6 针接口与个人计算机进行通讯。下面我们一

49、本次测图所使用的莱卡TC405型全站仪为例，说明全站仪与PC机之间的连接。GPS 接收机与PC 机通讯的原理也是这样。请注意仪器使用的接口类型与引脚定义方式要查一下,有些仪器厂商会使用非标准接口类型和定义方式, 一般会在仪器操作手册附录里说明。2.数据通讯简单的数据通讯可以采用“超级终端来实现,“超级终端”是微软随操作系统一起发布的一个进行串口通讯的工具。操作系统是Win2000 或WinXP 的“超级终端是标准配置,在Win95 和Win98 下要用系统安装盘安装一下。打开方式是:开始程序附件 通讯 超级终端,打开之后会弹出对话框，让你输入一个名称,输入一个有意义的名字保存下来,这样以后直接

50、打开它就行了,然后是选择通讯口,一般是COM1 或COM2 最后是选择通讯参数,记住一定要和全站仪中通讯参数相一致。实际上莱卡厂商提供了一起与PC机进行数据传输的软件，如图3.3，莱卡数据传输界面：将莱卡TC405型全站仪与PC机连接好后，进入莱卡数据交换软件界面，进入通讯设置对话框，设置成与全站仪中通讯参数相一致如图3.4；按确定键回到主界面，图3.4通讯参数设置对话框然后进入数据交换管理器，选择通讯端口，然后选者要保存的数据保存到文件夹，在图3.5 使用莱卡软件数据上传此时会弹出对话框选择保存数据的格式。选择的格式要与全站仪上传的格式一致。然后现在PC机上按确定键，再在全站仪按确定键，以保

51、证上传的数据无遗漏。如图3.5：3.据格式全站仪数据输入PC 机后以ASCII 码文件形式保存。可以根据数据位及提示符区分并显示出来, 莱卡数据传输软件有这一功能,一般在数据下载之后自动完成。使用莱卡数据传输软件上传的数据还不能直接应用到CASS5.1软件上。需要将数据格式转换成CASS5.1软件的接受的格式。CASS5.1软件接受的是*.dat各式的文件。数据的格式为：点号，编码，y坐标，x坐标，高程。图3.6 莱卡软件上传的数据图3.7 数据转换(a)其数据转换过程，首先将莱卡数据传输软件下载的数据保存为*.txt格式文件如图3.6；图3.7 数据转换(b)然后用Microsoft Exc

52、el打开文件进行编辑，将x、y数据列对换位置，以及设置列宽和小数位保留位数如图3.7，保存为*.txt格式文件；然后打开文件进行编辑，将数据列之用“，”间隔，保存为*.dat格式文件如图3.8：4.南方软件数据下载根据南方软件(CASS)功能可以直接将莱卡全站仪采集的数据展点到南方软件图3.8 转换后的数据中。其主要过程为：将全站仪通过数据传输线与 HYPERLINK /class_free/19_1.shtml 计算机连接,打开全站仪开关进入屏幕菜单选择“通讯”功能,改变通讯设置与计算机的测量软件匹配如图3.9,下载全站仪数据。下载的数据直接转换成CASS专用各式的坐标数据。图3.9 南方软

53、件数据传输通讯设置3.2.2数字测图内业工作的实施1. 绘制坐标格网进行CASS参数设置中的图框设置，使用绘图处理菜单中标准图幅或任意图幅命令来绘制图廓。按要求输入绘图比例尺及相应图框参数即可得到图框。2. 选择测点点号定位成图法移动鼠标至右侧屏幕菜单区之“测点点号”项，按左键，选中点号坐标数据文件名后，按“打开”,即可完成读点工作。3. 控制点展绘点击绘图处理菜单中的“展野外测点点号”，点击对应的坐标数据文件名，按“打开”，便可在屏幕上展出野外测点的点号。图3.10 CASS5.1界面菜单4. 地形地物绘制使用工具栏中的各种工具进行局部放大以便编辑，根据所测地物点的点号及野外作业时绘制的草图

54、，到右侧屏幕区选择相应的地形图图式符号来绘制地物。一般绘图顺序为：先绘各种控制点、道路、水渠、河流等，使图有个大致轮廓；其次绘房屋、独立地物、植被、管线设施等。为避免非法操作或突然断电造成数据丢失，工作中要保持经常存盘的习惯。系统中所有地形图图式符号都是按图层来划分的。CASS5.1中的地形地物所在图层是自动生成的，因此不能随意修改图层名，否则将导致地物编码信息错误或丢失；也不可随意修改地物的图层属性。所有表示测量控制点的符号都放在“控制点”层，所有表示独立地物的符号都放在“独立地物”。如果需要在点号定位的过程中临时切换到坐标定位，可以按“P”键，这时进入坐标定位状态。想回到点号定位状态时再按

55、“P”键即可。陡坎、水渠、围墙上的小触角生成在绘图方向的左侧。出现错向时可用线型换向功能修改。5. 高程点展绘点击“绘图处理”菜单下的“展高程点”，弹出数据文件对话框，选取目标文件，按“打开”，命令区提示：“注记高程点的距离（m）：”直接回车，表示不对高程点注记进行取舍，全部展出来。具体情况根据绘图比例尺及地形可选3040m。再将标高注记与地形地物相重叠的移动一下，使显示更清楚。绘等高线必须先将野外测的高程点建立数字地面模型(DTM)，然后在数字地面模型上由计算机自动勾绘出高精度等高线。6. 文字注记注记文字，用鼠标点击右侧菜单的“文字注记”项，依提示输入文字高度、注记内容、注记位置，完成文字

56、注记。关闭“ZDH”图层，对图纸进行全面整饰，绘图工作即可完成。7. 绘图输出点击“文件”菜单下的“绘图输出”项，对“打印设备”“打印设置”各项选择设置后，可通过“完全预览”和“部分预览”查看出图效果，满意后按“确定”即可出图。3.2.3内业操作应注意的问题：下载外业数据文件, 用Excel 或Word 处理成符合CASS 的格式文件, 注意保存时应为*.dat 格式。在CASS5.1 HYPERLINK /class_free/153_1.shtml 环境下展点。内业处理时, 是否拟合看情况而定, 两点距离较大时拟合效果较好, 两点距离较小时拟合会使绘出图形不遵循原来的地物、地貌, 差异很大

57、, 需灵活采用。当然内业者应熟练掌握AutoCAD 的基本功, 对CASS 中每种地物、地貌能迅速调用, 确保每天所测的外业当天内业能处理完成, 发现问题及时与外业联系解决3.3对数字地图进行质量检查和质量评定3.3.1数字化测图质量评价的内容与特点根据数字地图的特点和用途；衡量其质量的指标体系应该在传统纸质地图的基础上加入新的内容，下面分析数字化测图质量评价的内容与特点。1. 数字化测图质量评价的内容数字化测图实现了地形图的数字化、信息化，测量结果是以 HYPERLINK /class_free/19_1.shtml 计算机可识别的数字代码系统来反映地表各类 HYPERLINK /class

58、_free/119_1.shtml 地理属性特征。因此，数字化测图质量评价除与模拟法测图质量评价具有相同的评价内容外，还具有其特有的评价内容。主要包括：(1)地物分层的合理性；(2)地物属性代码选择的正确性；(3)闭合图形的封闭性；(4)结点的匹配精度；(5)图形拓扑关系的正确性；(6)地物各层是否有重复的要素；(7)地物各层是否有混层现象；(8)图形编辑的完整性；(9)各层颜色选择的正确性；(10)数据文件名称，数据格式，数据组织的正确、完整性；2.数字化测图质量评价的特点数字化测图是利用先进的仪器，通过测量获取可供传输、处理、共享的数字地形信息，即获取以计算机磁盘为载体的数字地形图。数字化

59、测图实现了测量的高精度， 测量精度在成图过程中无损失，利用计算机软件成图，可以做到符号、文字、注记等符合规范要求，等高线通过自动拟合处理光滑美观，实现了图面的规范化。数字化测图质量评价的特点：(1)数字化测图依据野外记录室内编辑成图,容易发生漏测、记错现象，数字地形图的质量检查应重点检查地物要素测量是否齐全，属性注记是否与实际相符合。(2)等高线的勾绘依据野外测点的分布，对于经验不丰富的立尺人员，有些地貌关键点位容易被漏测，易造成等高线失真，数字化测图的质量评价应重点检查等高线是否反映客观实际。(3)数字化测图实现了信息分层 HYPERLINK /class_free/6_1.shtml 管理

60、，不同层颜色不同，数字化测图的质量评价应重点检查数字地图分层是否合理，地图信息是否有混层交叉现象，地形要素在同层是否有重复要素。(4)数字化测图利用先进的仪器进行测量，测量精度高，测点点位精度在数字化测图的质量评价中则是处于次要地位，但仍是必要的检查内容。(5)数字化测图是GIS数据库的重要信息源,拓宽了地形图的应用范围.因此,数字化测图的质量评价应重点检查闭合图形的封闭性、结点的匹配精度、图形拓扑关系的正确性。(6)数字化测图是以计算机可识别的数字代码系统来反映地表各类地理属性特征，数字化测图的质量评价应重点检查地物的属性代码选择的正确性，数据格式、数据组织的正确性。(7)数字化测图的图幅分