《数字化测图》教学教案

项目一数字化测图概述

【项目介绍】

本模块主要介绍数字地图的概念及其优点、数字化测图技术的概念及其特点、数字

化测图的发展历程与发展趋势，以及数字化测图的作业模式与作业过程等。通过学习，学生

应能够正确陈述数字化测图的基本概念和主要特点，了解数字化测图的发展历程及发展趋

势，理解数字化测图各种作业模式的优缺点，能够根据具体条件正确选择合适的数字化测图

作业模式。

学习目标

(1)了解数字地图与数字化测图的概念及特点。

(2)掌握数字化测图的作业模式和作业也过程。

课时分配

讲授4学时。

1.1数字地图与数字化测图的基础知识

知识目标：

。数字地图的概念及优点；

。数字化测图的概念及特点；

。数字化测图的发展历史及发展趋势。

传统的地形图测绘是由经纬仪(平板仪)通过测量角度、距离、高差并记录，在室

内进行适当的计算、处理，绘制成地形图的过程。由于用此方法绘制的地形图是由测绘

人员利用比例尺或量角器等工具模拟测量数据，并按照图式符号展绘到白纸或塑料薄膜

上的，所以被称为白纸测图或模拟法测图。

近年来，随着计算机技术、光电测绘仪器、数字化绘图软件的产生与发展，数字化

测图应运而生，并被广泛应用于测绘生产、土地管理、水利水电工程、环境保护、城市

规划、军事工程等部门。数字化测图作为一种全解析机助测图技术，与白纸测图相比具

有明显的优势，是近些年来测绘发展的前沿技术。作为反映测绘技术现代化水平的标志

之一，数字化测图技术已经逐步取代了白纸测图，成为大比例尺测图的主流。目前几乎

所有的测绘部门都己形成了数字地图的规模生产。

1.2数字化测图的作业模式与作业过程

知识目标：。数字化测图的作业模式；

。数字化测图的作业过程；

。理解地下工程测量的作用。

数字化测图的作业模式

数字化测图的作业模式是数字化测图内、外业作业流程的总和。在数字化测图的作业过

程中，根据使用的仪器设备、绘图软件不同，数字化测图可分为不同的作业模式，如下图所

示：

各

种

输

自动传输出

设

备

自

普

动

通

传

地

输

图

自动传输

自动输入微机

平板仪

自动输入T

数字化测图的作业过程

1.数据采集

通常，野外调查资料、测量数据、航空航天遥感影像、己有的地形图、图形图像数据等

都可以作为数字化测图的信息源。

2.数据处理

数据处理是指在数据采集以后到图形输出之前，对数据、图形的各种处理过程。数据处

理主要包括数据传输、数据预处理、数据转换、数据计算、图形生成、图形编辑、图形整饰、

地图的管理和应用等。

数据预处理主要包括坐标转换、图形比例尺的统一、数据结构的转换、数据资料的匹配

等。其中，坐标转换是空间实体的位置描述，是从一种坐标系统变换到另一种坐标系统的过

程，主要通过建立两个坐标系统之间的一一对应关系来实现。数据计算主要是利用采集的数

据绘制等高线、建立数字地面模型时，需要进行的插值计算、插值模型建立、等高线光滑处

理等工作。在计算过程中，需要给计算机输入必要的计算数据，如插值的等高距、曲线光滑

的拟合步距等，必要时需要对插值模型进行修改，其他工作全由计算机自动完成。

3.成果输出

经过处理后的数字地图可由磁盘、磁带或光盘等存储介质做永久保存，也可将数字地图

转换成GIS所需的数据格式，用于建立或更新GIS图形数据库。数字地图的输出是数字化测

图的主要目的，通过对图层的控制与图形的编辑，可以编制成满足不同用户需要的专题地图,

如地籍图、平面图、规划图等。为了使用方便，还可利用打印机、绘图仪等输出设备进行输

出。在使用绘图仪输出图形时，可以设置图层并设置线条的粗细与颜色，使输出的图形美观、

实用。

项目二数字化测图作业前的准备

【项目介绍】

本模块主要介绍数字化测图软、硬件的基础知识，常用的数字化测图软、硬件的特点及

操作方法，以及数字化测图技术设计书的编制方法与主要内容，旨在使学生了解数字化测图

作业前的准备工作，包括根据测区的特点选择相应的数字化测图软、硬件，编制数字化测图

技术设计书等。

学习目标

(1)掌握全站仪、GPS及常用的数字化测图软、硬件的基础知识。

(2)掌握数字化测图技术设计书的编制方法。

课时分配

讲授4学时，实训4学时。

2.1数字化测图的仪器设备

知识目标：。掌握GPS控制测量原理及施测过程；

0掌握导线测量方法；

。了解三角测量法。

一、计算机硬件系统

1.计算机主机。计算机主机是硬件系统的核心部分，主要包括主机、服务器、桌面工作

站等，可实现对数据的输入、处理、管理、地形图得绘制和专题图的制作等。

2.输入及输出设备。输入及输出设备主要包括键盘、数字化仪、扫描仪、显示器、绘图

仪、打印机等。

3.存储设备。存储设备主要有硬盘、磁带、光盘、磁盘阵列等。

4.网络设备。网络设备主要有集线器、交换机、路由器、调制解调器等。

二、全站仪

全站仪是随着光电测距技术、电子技术及计算机技术的发展而产生的集光、电、机为一

体并且具有水平角测量、竖直角测量、距离测量、高差测量等功能的测绘仪器。

1.全站仪的发展历程

全站仪的发展经历了组合式(光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬

仪组合)、整体式(将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴

的整体式全站仪）等阶段。

2.全站仪的分类

全站仪采用光电扫描测角系统，其类型主要有编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态

（光栅盘）测角系统等三种。全站仪按不同的方法可分为不同的类型。

1）按外观结构分类

按外观结构分类，全站仪可分为积木型（组合型）全站仪和整体型全站仪两种。

2）按测量功能分类

按测量功能分类，全站仪可分为经典型全站仪、机动型全站仪、无合作目标型全站仪和

智能型全站仪。

3）按测距仪测程分类

按测距仪测程分类，全站仪可分为短测程全站仪、中测程全站仪和长测程全站仪。

3.全站仪的结构

全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、

数据处理部分、通信接口、显示屏、键盘等组成。这里介绍其中部分较重要的部件。

4.全站仪的使用

全站仪具有角度测量、距离（斜距、平距、高差）测量、三维坐标测量、导线测量、交

会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后，其功能还可进一步拓展。

全站仪的基本操作步骤包括如下几项：

1）仪器架设

仪器架设的操作步骤如下：

（1）架设。将仪器架设到稳固的三脚架上，旋紧中心螺旋。

（2）对中。利用光学对准器（激光对准器）使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。

（3）粗平。观察圆水准器的气泡（精度相对较低），分别旋转仪器的三个脚螺旋，将仪

器大致整平。

（4）精平。使仪器照准部上的管水准器平行于任意一对脚螺旋，旋转这一对脚螺旋使

气泡居中（最好采用左拇指法，即左右手同时转动两个脚螺旋，并且两拇指移动方向相向，

左手大拇指方向与管水准器的气泡移动方向相同）；然后将照准部旋转90°,旋转另外一个

脚螺旋使管水准器的气泡居中。

（5）精对中。松开三脚架的中心螺旋，观察光学对准器（激光对准器），使仪器精确对

中。

（6）检验。精平和精对中应反复进行，直到对中和整平都达到要求。

2）水平角测量

水平角测量的操作步骤如下：

（1）按“角度测量”键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。

（2）设置A方向的水平度盘读数为0。00'00〃。

（3）照准第二个目标B,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。

3）距离测量

距离测量的操作步骤如下：

（1）设置棱镜常数。测距前将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。

（2）设置大气改正值或气温、气压值。光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压

而变化，15℃和标准大气压是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为Oppnu实测时,

可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测

距结果进行改正。

（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（4）测量距离。照准目标棱镜中心，按“测距“键，距离测量开始，测距完成时显示

斜距、平距、高差。

全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模

式，测量时间约为2.5s,最小显示单位为1mm；跟踪模式常用于跟踪移动目标或放样时连

续测距，测距时间约为0.3s,最小显示单位一般为1c叫粗测模式的测距时间约为0.7s,

最小显示单位为1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按“测距模式”键选择不同的

测距模式。

应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全

站仪横轴中心与棱镜中心的高差。

4）坐标测量

坐标测量的操作步骤如下：

（1）设定测站点的三维坐标。

（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的

坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

（3）设置棱镜常数。

（4）设置大气改正值或气温、气压值。

（5）测量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（6）照准目标棱镜，按“坐标测量”键，全站仪开始测距并计算、显示测点的三维坐

标。

5）数据通信

全站仪的数据通信是指全站仪与计算机之间进行的双向数据交换。全站仪与计算机之间

的数据通信方式主要有两种：一种是利用全站仪配置的PC卡（也称为存储卡）进行数字通

信，其特点是通用性强，各种电子产品间均可互换使用；另一种是利用全站仪的通信接口，

通过电缆进行数据传输。

6）全站仪盘左、盘右的设置方法

全站仪的盘左和盘右，实际上是沿用老式光学经纬仪的称谓，是根据竖盘相对于观测人

员所处的位置而言的，观测时当竖盘在观测人员的左侧时称为盘左，反之称为盘右。对应于

盘左和盘右，分别称为正镜和倒镜，或Fl（FACED面和F2（FACE2）面。

对于测量来讲，通过盘左、盘右测量，有消除某些人为误差及固定误差的作用。对于可

定义盘左和盘右称谓的仪器而言，给用户增加了应用仪器的可选操作界面，对测量作业和测

量结果没有影响。

三、GPSRTK技术

GPS是美国陆海空三军于20世纪70年底开始联合研制的新一代卫星导航定位系统，其

主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并且收集情报、监测

核爆和进行应急通信等。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖

率高达98%的24颗GPS卫星已布设完成。

1.GPS的组成

GPS由空间卫星部分、地面控制系统和用户设备组成。

1）空间卫星部分

2）地面控制系统

3）用户设备

2.GPS定位的基本原理

由于卫星的位置精确，因此在GPS观测中便可得到卫星到信号接收机的距离，利用三维

坐标中的距离公式，利用3颗卫星就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。

考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，即X、Y、Z和钟差，因

而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

3.GPS的定位方式

1)静态定位和动态定位

2)绝对定位、相对定位和差分定位

4.RTK技术

1)RTK技术简介

RTK是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐

标，并达到厘米级的高精度。RTK技术采用载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大

里程碑，它的出现为工程放样、地形测图、各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业

作业效率。

2)RTK技术的特点

(1)使用RTK技术作业集成化程度高、测绘功能强大、可实现自动化。RTK移动站利

用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作大大减

少，减小了人为误差，保证了作业精度。

(2)作业条件要求低。RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足电磁波通视

和对天基本通视。因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因

素的影响和限制较小。由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本

工作条件，即可轻松地进行快速的高精度定位作业。

(3)定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。全站仪等测量仪器在多次搬站后，

都存在误差累积的状况，搬的次数越多，误差累积越大；而RTK技术不存在这种情况，只要

满足RTK技术的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，其平面精度和高程精度都能达到

厘米级。

(4)作业效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完半径为10km

左右的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数，仅需一人操作，

在一般的电磁波环境下几秒钟即得一个点的坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费

用，提高了测量效率。

(5)操作简便、数据处理能力强。

3)RTK技术在数字化测图中的应用

采用RTK技术进行数字化测图时，仅需一个人手持移动站在待测的碎部点采集1〜2s,

并同时输入特征码(或绘制草图)，数据将自动被处理、存储于手簿中。室内将数据传输到

计算机中，并利用特定的绘图软件绘制地形图。

由于RTK技术不需测点间通视，测定范围大、观测速度快、点位精度高，一人就可完成

野外数据的采集工作，极大地提高了数字测图的效率。因此，RTK技术已经成为全野外数字

化测图的主要手段之一.

2.2数字化测图的软件

一、计算机软件

1.系统软件

系统软件是指控制和协调计算机及外部设备、支持应用软件开发和运行的系统，是无需

用户干预的各种程序的集合，其主要功能是调度、监控和维护计算机系统，负责管理计算机

系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。

2.应用软件

应用软件是用户可以使用的各种程序设计语言，以及用各种程序设计语言编制的应用程

序的集合，分为应用软件包和用户程序。

3.数字化测图软件

1)南方CASS成图系统

南方CASS成图系统是南方测绘仪器有限公司基于AutoCAD平台技术的GIS前端数据采

集、处理系统，被广泛应用于地形成图、地籍成图、工程测量应用、空间数据建库等领域，

全面面向GIS,彻底打通了数字化成图系统与GIS接口，使用了骨架线实时编辑、简码用户

化、GIS无缝接口等先进技术。自CASS成图系统推出以来，其已经成长成为用户量最大、

升级最快、服务最好的主流成图系统。

2)EpsW全息测绘系统

EpsW全息测绘系统是清华山维公司开发的集电子平板测图、掌上机测图、电子手簿、

全站仪内存记录、动态GPS等多种测图方法及数据库管理、内业编辑、查询统计、打印出图、

工程应用于一体的完全面向GIS的野外数据采集软件。它所采集的数据不仅符合国标图式规

范的数字成图和专业制图的需求，而且满足GIS对基础地理数据信息化和地理信息的完整

性、拓扑性、图属一致性等各项性能的要求，以及系统查询、统计、分析应用的需求。EpsW

全息测绘系统以国标、规范为依据，可实现信息化地理数据的采集与处理。

3)RDMS数字化测图系统

RDMS数字化测图系统是一套集数据采集、数据处理、图形编辑于一体的数字化测图系

统。RDMS数字化测图系统具有灵活的数据采集方式、强大的图形及数据处理功能、图数合

一的立体化操作能力、高效的事务性管理及多接口数据输出功能，己被广泛应用于城市规划、

土地管理、交通、水利、地矿、房产等行业，不仅可以满足地形测量、地籍测量、房产测量、

管线测量等方面，还可进行三维图形的显示与漫游、土方工程量计算等。

4)SV300R2002数字制图软件

SV300R2002是威远图公司于2003年推出的全新测绘软件。该软件采用AutoCAD2002

开发技术全面升级，可与AutoCAD2002实现无缝集成，继承了AutoCAD强大的绘图编辑功

能。SV300R2002将地形测绘、地籍测绘、扫描矢量化等统一到同一环境中，兼备土方量计

算、线路测设等工程量算功能，满足了大、中比例尺地形图成图的全部规范要求，成图方法

有草图法成图、野外电子平板成图、扫描矢量化成图等。整个系统将数据采集、地图的编辑

加工、等高线的生成、数据的存储、面向对象的符号实体进行了集成，并依据图式规范设计

了文字注记工具，理想地实现了不同比例尺图形的变换，实现了自动分幅和灵活的图廓定制

和图廓外整饰。

5)SCSG200X多用途数字测绘与管理系统

SCSG200X多用途数字测绘与管理系统是广州开思数字测绘技术有限公司开发的具有完

善设计、持续发展成熟的测绘CAD软件系统。其突出表现是：把野外信息采集并成图与信息

动态更新并入库有机地结合起来，在数据与管理这两个不可分割的研究主题中首先打好数据

的研究基础，再进入管理领域。

6)常用的扫描矢量化软件

国外常用的扫描矢量化软件

国外常用的扫描矢量化软件有VPStudio图形矢量化软件、R2Vv5.5自动矢量化软件

和WinTopov2.52等。

国内常用的扫描矢量化软件

国内常用的扫描矢量化软件有清华山维的EPSCAN2003扫描矢量化软件、南方测绘的

CASSCAN扫描矢量化软件、武汉瑞得的RDScan扫描矢量化软件和北京迪瑞斯新的DrScan扫

描矢量化软件。

二、掌上平板测图软件

1.清华山维的EPSCE掌上平板测图系统

EPSCE掌上平板测图系统可以完成各种比例尺的地形图、地籍图、管网图等专业测图，

且与EPS系列软件的数据双向完全兼容，与EPS系列软件配套使用，可灵活、便捷、高效地

实现GIS数据库的更新与修测。

2.南方测绘的测图精灵

测图精灵是南方测绘仪器有限公司推出的野外测绘数据采集与成图一体化软件，实现了

坐标、图形、属性的同步采集、现场成图，做到了真正的内、外业一体化。

3.PalmRSP

PalmRSP（测绘熊掌）是广州开思测绘软件有限公司研发的，主要用于大比例尺野外数

字化测绘、地形修补测量及工程放样的成图系统。它是广州开思测绘软件有限公司研发的信

息化测绘软件SCSG2002的配套系统，提供了与其他测绘数据采集系统数据交换的接口，主

要用于完成空间数据与属性数据的野外采集。

2.3数字化测图技术设计

数字化测图的技术设计是数字化测图最基本的工作，是指依据国家有关规定（规程）及

数字地图的用途、用户的要求、本单位的仪器设备情况等对数字化测图工作进行具体设计。

因此，在数字化测图作业开始前，应编制数字化测图技术设计书。

一、数字化测图技术设计概述

进行数字化测图技术设计是为了制定切实可行的技术方案，保证测绘成果（数字地图）

符合数字测图的技术标准和用户的要求，并获得最佳的经济效益和社会效益。因此，在每个

数字测图项目实施前均需进行技术设计。

1.数字化测图技术设计的原则

（1）进行技术设计时应先考虑整体后考虑局部，兼顾发展；还要根据作业区域的实际

情况，考虑作业单位的自身条件（如人员的技术能力、软硬件配置情况等），选择最合适的

方案.

（2）积极采用适用的新技术、新方法和新工艺。

（3）充分分析和利用测区已有的测绘成果和资料，对于测绘外业工作，必要时需要进

行实地踏勘，并编写踏勘报告。

2.踏勘调查和收集资料

（1）调查作业区的自然地理情况，如水系、山脉、主要地貌类型与特征、平均高程、

地貌的自然坡度等。

（2）调查作业区的行政区划、经济水平、踏勘时间、踏勘的人员组成与分工、踏勘的

路线与范围等。

（3）调查作业区的交通情况。

（4）根据作业任务的具体情况，考察作业区内影响作业的气候因素（如气温、气压、

能见度等）、气象因素、农作物种类、每年可作业的月份、平均作业天数等。

（5）调查作业区内的土壤、水系、沼泽、土质等情况。

（6）调查作业区内植被的种类与分布情况。

（7）调查作业区内电力、生活用品、食品、饮用水、燃料等生活必需品的供应情况，

就地取材的可能性，消耗品、材料、工具的采购地点。

（8）调查作业区内的治安、卫生等情况及预防措施。

（9）收集作业区的交通、水系、山体、居民地、管线、境界线等综合图。

（10）调查作业区内已有的测绘成果及其质量情况，测量标志的完好情况。

（11）收集典型地物、地貌调绘及影像资料。

（12）根据作业区内的地貌特征、作业难度划分作业区的困难类别和具体图幅的困难类

别。

（13）收集其他需补充说明的作业区信息。

（14）对技术设计方案和作业的建议。

二、数字化测图技术设计书的编制

为了保证数字化测图的顺利实施，在作业前必须对整个测绘工作进行统筹安排与合理规

划。从测绘仪器的配置到绘图软件的选择，再到测绘方案、测绘方法、测绘精度的确定，以

及数据的处理、图形的生成，各项工作之间均需要相互协调与密切配合，这样才能保证数字

化测图的各类成果数据和图形文件符合规范（标准）和用户的要求。因此，数字化测图作业

前需要进行技术设计，编制数字化测图技术设计书。

数字化测图技术设计书是根据测图比例尺、测图面积、测图方法及用户的具体要求，结

合测区的自然地理条件和本单位仪器设备、技术力量、资金等情况，灵活运用测绘相关的理

论与方法，制定出的经济上合理、技术上可行的技术方案、作业方法和实施计划。编制好的

技术设计书需报呈上级主管部门或测绘任务的委托单位进行审批，经审批后的技术设计书是

该测绘作业的技术依据和成果文件之一。在作业过程中，若需要对技术设计书的内容做原则

性改动，则需由生产单位提出修改意见，报原审批单位批准后实施，未经批准，技术设计

书不得擅自实施。

项目三全野外数字测图的外业

【项目介绍】

本项目主要介绍了数字测图外业的工作，主要包括平面与高程控制测量的方法与实施过

程，全站仪的操作方法与野外数据采集的过程，GPSRTK的操作方法与野外数据采集的过程,

以及利用电子平板进行野外数据采集的方法与过程。

学习目标：

1.要求学生能够完成测图区域的图根控制测量工作。

2.熟练掌握利用全站仪、GPSRTK进行数字测图的野外数据采集与草图绘制、利用电

子平板进行野外数据采集等工作。

课时分配

讲授6学时，实训6学时。

3.1图根控制测量

知识目标：

。图根点的布设；

。全站仪导线测量的实施；

。高程控制测量。

OGPS-RTK图根控制测量

一'图根点的布设

1.图根点的密度要求

采用全站仪测距，测站点到地物点、地形点的距离即使达1km也能保证测量的精度，因

此对图根点密度的要求应视测区的实际情况而定。通视条件好的地方，图根点可稀疏些；通

视困难、地物密集的地方，图根点可以密些。数字测图时，图根点密度要求一般如表。

数字测图中平坦开阔地区图根点密度

项目测图比例尺

1：5001：10001：2000

点密度（点数/每平方公里）64164

解析图根点的数量，一般地区不宜少于表的规定。

一般地图解析图根点密度

测图比例尺图幅尺寸解析图根点个数/个

（cmXcm）全站仪测图RTK测图平板仪测图

1：50050X50218

1：100050X5031〜212

1：200050X504215

1：500040X406330

2.图根控制点的选点与埋石

I）选点

野外选点应遵循通视良好、视野开阔、利于长期保存、地表稳定、交通便利、便于观测

等原则，因此图根点一般选在路口或道路的边缘，山区一般选择在山头或制高点上，GPS

点应选在对空通视的空旷区。

2）埋石

图根点标志尽量采用固定标志。位于水泥地、沥青地的普通图根点应刻十字或用水泥钉

作其中心标志，周围用红油漆绘出圈（或方框）及点名，坐好点之记。

二、全站仪导线测量的实施

1.工具与资料

利用全站仪进行导线测量需要的工具与资料主要包括：全站仪、棱镜、三脚架、小钢尺、

对讲机、导线测量记录手簿、已知控制点坐标数据、图根点标志、锤子、油漆、毛笔、皮尺、

计算器等。

2.导线点的选择

导线测量的首要任务是踏勘选点，也就是根据测区的实际情况，选择一定数量的导线点

作为测图的控制点。选点前应收集测区内已有的控制点、地形图等资料，并根据已有控制点

的情况和工程需要，初步拟定出导线的布网方案。

踏勘选点过程中，需要注意以下几点：

1）导线点一般选在土质坚实、四周开阔、控制范围广、便于长期保存、方便安置仪器

的地方。

2）相邻导线点之间通视良好，便于测角与量边。

3）导线点一般在测区内均与分布，边长应根据测图比例尺及工程精度要求而定，相邻

边长度不宜相差太大，以免影响测角精度。

点位选定后，用木桩或钢钉打入地面，重要点位应埋设水泥桩。桩顶做标记，并绘制点之记。

3.导线测量的技术要求

导线测量的技术指标应遵循GB50026-2007的规定，主要技术指标如表所示，导线测量

的主要技术指标。

等级导线长平均边测角中测距中测距相测回数/(")方位角导线全长相

度/km长/km误差/误差对中误1〃级2〃级6〃级闭合差/对闭合差

(")/mm差仪器仪器仪器(")

四等91.52.5181/8000046W1/35000

5y/~n

一级40.55151/3000024W1/15000

ioVn

二级2.40.258151/1400013W1/10000

16VH

三级1.20.112151/700012W1/5000

24Vn

因地形条件的限制，布设附合(闭合)图根导线确有困难时，可布设支导线。支导线的布设

参照图根导线平均边长及边数。

测图比例尺平均边长/m导线边数

1：5001003

1：10001503

1：20002504

1:50003504

4.导线测量外业

导线测量的外业观测主要包括测角和量边，并将观测数据记录于手簿。测角就是利用全

站仪观测相邻导线边所夹的水平角，测角时应满足规定。为了计算方便，应统一观测左角(右

角)。量边是利用全站仪测定每条导线边的水平距，量边时应满足规定。将所测数值记录于

观测手簿中。

全站仪导线测量记录表

工程名称：仪器编号：观测者：记录者：日期：天气:

测站照准点盘左读数/盘右读数/20(〃)中数/测回角值/平距/m平均距备注

(°'〃)(°'离/m

〃)

全站仪在进行导线测量前应进行检校，保证仪器的各项指标应满足规范要求。多测回观

测水平角应按照规范每测回配置水平度盘；多方向水平角观测应注意选择好零方向，一测站

观测方向数超过3个时，应严格按照全圆方向观测法操作程序进行观测。导线的折角，一般

以导线的前进方向为准，统一观测左角或右角，并在手簿上注明起始方向点号。由于连接角

不参与闭合差的计算，因此观测过程中需在手簿中注明，以免计算闭合差时发生错误。

图根导线边长通常较短，仪器的对中误差或目标偏心差对水平角观测产生的误差影响

较大，所以在仪器架设过程中，要注意仪器的对中与目标的对中。

水平角观测的各种限差应满足规范要求，不合格的成果需要重测。

3.2全站仪野外数据采集

知识目标：

G）全站仪数据采集的通用方法；

。全站仪的数据采集与数据通信方法一以拓普康GTS-210为例；

。野外数据采集。

一、两井定向过程

1.采集前的准备工作

1）仪器设备、资料的准备

数字测图实施前,应根据项目技术指导书的要求以及单位的实际情况准备测图所需的仪

器设备及相关资料。其中，仪器设备包括：全站仪、三脚架、棱镜、小钢尺、皮尺、钉子、

锤子、油漆、对讲机、通信电缆、铅笔、草图纸、便携计算机等。

需要准备的相关资料包括：测区内已有的地形图、已知控制点数据，合理估算工作量并制定

合理的工作计划。

2.人员配备

I）测量员

每个测量小组一般配备测量员1名，负责全站仪的操作，观测并记录采集的数据并对数

据编码。在数据采集的过程中，测量员需要经常与草图员核对点号和编码，以免给内业成图

带来错误。

2）草图员

每个测量小组至少配备草图员1名，负责指挥跑尺员跑点，现场绘制草图。草图员要求

熟悉地物在地图图式中的表示方法，复杂地物需辅以文字说明。草图绘制应正确、简洁，其

质量直接影响到内业成图的速度与质量。

3）跑尺员

每个观测小组一般配置1〜2名跑尺员，负责现场跑尺。跑尺员应熟悉测区内地物地貌,

并能够对地物地貌进行合理取舍。跑尺前应制定合理的跑尺顺序以提高效率。跑尺员经验不

足的情况下，草图员应指挥跑尺工作。在人员充足的情况下可以多设跑尺员以提高工作效率。

4）制图员

制图员负责外业数据采集后的内业成图，通常可由草图员担任。有条件的单位可以配备

两名草图员，每天轮换进行绘草图和内业成图。

对于那些经验丰富、水平较高的测绘小组只需要配备测量员和若干跑尺员，数据采集过程中

加入地物编码，内业成图过程中，由跑尺员和测量员一起根据测点编码和记忆连线成图。对

于经验丰富的测量组这种方法非常有效。

3.草图法野外数据采集模式

草图法野外数据采集模式是利用全站仪（RTK）采集数据，同时现场绘制草图，表示出

测点之间的关系以及地物的属性，回到室内手工或自动成图。

草图法实用、快速、高效，其优点是可以大大缩短野外作业时间、降低野外劳动强度，从而

提高作业效率。由于这种作业模式不需要对测点进行编码，更容易被测量人员接受。其缺点

是，此作业模式在内业成图时受到草图影响很大，如果草图绘制错误，将直接影响内业成图

的质量与速度。

1）作业的步骤

（1）野外数据采集

在野外，测量员利用全站仪采集地物地貌点并记录观测数据，草图员现场绘制草图，标

注地物属性及测点之间的关系。

（2）数据下载

室内将全站仪内存或存储卡中的观测数据传输到计算机形成数据文件，并将数据文件编

辑成绘图软件可识别的数据格式。

（3）草图法外业注意事项

定向时，需测量定向点或另外的已知点，并将其测量值与已知值进行比较，如果差异较

大说明测站点或定向点已知坐标错误，需找出问题重新定向。

测量员与草图员每隔一段时间应核对点号，使仪器中记录的点号与草图上标注的点号相

一致。发现点号不对应时要及时更正，防止内业出错。

草图纸上应包含日期、测站、后视、绘图员、测量员等信息，换站时尽量更换草图纸。

草图应注意保存，防止丢失。不要试图在一张草图纸上画过多内容，地物密集或复杂地区可

以单独绘制一张草图，以保证草图的清晰整洁。

4.一步法野外数据采集模式

当测区内事先没做图根控制网或碎部点较少时，可以采用一步法数据采集模式。一步法

野外数据采集模式是指野外采集过程中图根导线测量与碎步测量同时进行，外业完成后将外

业采集的原始数据传输到计算机，利用专用软件进行平差处理，同时得到控制点和碎步点的

一步测量法©

在已知点B上架设仪器，照准后视点A,定向、检核无误后，照准E1点完成一测回的

导线测量内容（点名、仪器高、棱镜高、水平角、边长、竖直角等）。

在本测站观测周围碎部点1、2、3……

控制点B周围的碎部点测完后，将仪器搬至E1点，照准后视B点，定向、检核无误后，观

测E2点，完成一测回导线测量的全部内容，再施测E1点周围的碎部点。

同理，完成整个附合导线测量及碎步测量，如图3-10所示。观测过程中绘制草图，标注好

点号及属性。

测量完毕后，在室内将原始测量数据传输至计算机，并利用专用平差软件对导线测量数

据进行平差处理，然后利用平差处理后的控制点坐标计算各碎部点坐标并绘制地形图。

3.3GPSRTK野外数据采集

知识目标：

。安置基准站；

。设置移动站；

。手簿设置

。数据采集；

。数据的传输。

一、安置基准站

1.基准站的安置

架设基准站有2种方式：一种是将基准站架设在未知点，另一种是将基准站架设在已知

点，动态测量一般采取将基准站架设在未知点的方式。基准站架设应具备的条件：

1）在10°截止高度角以上的空间不应没有障碍物；

2）邻近不应有强电磁辐射源，比如电视发射塔、雷达发射天线等，以免对RTK电信号

造成干扰，离其距离不得小于200m；

3）基准站最好选在地势相对高的地方以利于增加电台的作用距离；

4）地面稳固，易于点的保存。

用户如果在树木、高大建筑物、高压线等对电磁传播影响较大的物体下设站，当接收机

工作时，接收的卫星信号将产生畸变，影响RTK的差分质量，使得移动站很难得到固定解。

外置电台基准站安置图

2.基准站的设置

RTK主机控制面板的指示灯包括：

TX:发信号指示灯RX:收信号指示灯

BT:蓝牙灯DATA:数据传输灯

1）开机。

按①键进入“初始界面”（打开S86电源后进入程序初始接口，初始接口有两种模式选

择：设置模式、采集模式）。

2）设置工作模式

（1）选择“设置工作模式”。开机后显示“初始界面”时按F2键进入设置模式主接口

（不选择则进入自动采集模式），按F1或F2,选择“设置工作模式”，选好后按6确定,。

⑵设置“基准站工作模式”：按F1或F2键，选择“基准站工作模式”（工作模式有静

态模式，如图3T3,基准站工作模式，移动站工作模式），然后返回设置模式主菜单。

C1（）血泰用（）

设置工作模式静态模式设置

设置工作模式设置静态模式

（3）基准站模式参数设置：进入基准站模式可选择模式参数设置，如图3-14（a）：

差分格式：RTCA差分格式:

发射间隔：1

记录数据：否发射间隔：1

开始修改退出记录数据：否

(a)（b）

基准站模式参数设置

①参数设置：选择“修改”进入参数设置接口，如图3-14（b）。按。可分别进入“差

分格式”（选“CMR”或“RTCA”）、“发射间隔”（选"1”）、“记录数据”（选“是”）的设

置。

差分格式:CMR

RTCM2.X

RTCM3

一

基准站模式参数设置

②模块设置：设置完参数后返回图3-14(a)界面，选择“开始”，则进入“模块设置”

界面。

数据链：GPRS网络

VRS网络:

接入网络:

|开始|修洪退回

模块设置

选择“修改”，即进入“数据链”修改界面如图(a),

按小可分别选择内置“电台”、“外接模块”、“GPRS”网络、“CDMA”网络等模式,

如图(b)o

嬲量GPRS网络数据链：电台

外接模块

VRS网络：・■

接入网络：CDMA网络

(a)(b)

数据链修改界面

(3)其他模式的设置

再次按•进入各种模式设置界面：

①“电台模式”设置：如图(a)。

数据链：电台

磔醺B电台通道：：

通道：1

通道：1O

4退出।

(a)

设置电台模式

按F1或F2选择“通道”(一般选“5”"8”)，按。确认所选通道，如图(b)»

确认后回到图(a),按F2即进入“电台设置”完成界面，如图(c),选择开始，电台

模式设置完成。

②GPRS模式设置：如图(a)

数盟随GPRS网络数据链：GPRS网络

VRS网络:

VRS网络:接入网络：

接入网络：53BE诞

(a)(b)

GPRS模式设置

按F2切换至“GPRS设置”完成界面，选择“开始”按9“GPRS模式”设置完成，如

图(b)o

③CDMA模式设置，如图、(a)。

数据链：CDMA网络

幽嬲量CDMA网络

W]遍

(a)(b)

图3-20CDMA模式设置

按F2切换至“CDMA设置”完成界面，如图3-2O(b),选择开始按6"CDMA模式”

设置完成。

④外接模块设置：方法和GPRS、CDMA模式设置方法一样。

3.基准站正常工作状态要求

1)“TX”“DATA”同时按发射间隔闪烁，当卫星数大于5颗，PDOP

值小于3,表明基准站开始正常工作。

2)如用外挂电台，则电台上的TX灯开始每秒钟闪1次，表明基准

站开始正常工作。

二、设置移动站

1.移动站安装

将移动站主机连接到碳纤对中杆上，并将接收天线接在主机顶部，同

时将手簿使用托架夹在对中杆的适合位置，如图3-21。

图3-21移动站安置

1)打开主机

轻按电源键①打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星。

(1)RX灯按发射间隔闪烁(必须在基准站正常发射差分信号的前提下)，表明已经收到

基准站差分信号；

(2)DATA灯在收到差分数据后按发射间隔闪烁。

(3)BT(蓝牙)灯在蓝牙接通时长亮。

2.移动站模式参数设置

移动站模式参数设置和基站模式设置方法相同，且参数设置必须与基准站相应参数一

致。

三、手簿设置

1.打开手簿

按住<ENTER/ON>1秒以上即可打开手簿。

2.工程之星软件操作

1)启动工程之星软件

用光笔双击手簿桌面上“工程之星”即可启动工程之星软件。

(1)连通蓝牙和主机。启动软件后，软件一般会自动通过蓝牙和主机连通。如果没连通

则需要进行设置蓝牙，方法为：设置-〉连接仪器->选中”输入端口：0”-〉点击“连接”。

(2)设置电台。软件和主机连通后，软件首先会让移动站主机自动去匹配基准站发射时

使用的通道。如果自动搜频成功，则软件主界面左上角会有差分信号在闪动，并在左上角有

个数字显示，要与电台上显示一致。如果自动搜频不成功，则需要进行电台设置，方法为：

“设置“电台设置在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道，点击“切换”。

2)新建工程

⑴新建的工程。点击“工程”->“新建工程”，如图3-22。在作业名称里面输入所要建

立工程的名称，新建的工程将保存在默认的作业路径为“系统存储器(FlashDisk)->Jobs”

里面，选择新建作业的方式为“向导”，然后单击“OK”：

输入工程名

⑵设置投影参数

单击''椭球系名称”后面下拉的按钮，选择工程所用的椭球系，一般选择1980西安或

北京54椭球，然后单击“下一步”，进入如图所示界面，输入中央子午线、X坐标加常数、

Y坐标加常数、投影比例尺等参数后单击“确定”按钮。

观测前，首先需架设并设置基准站。基准站可以架设在未知点，也可架设于已知点。

3）将基准站设置在未知点的测量模式

利用RTK进行野外数据采集，首先需要解求坐标转换参数。利用“求转换参数”模块计

算四参数的步骤如下：

（I）已知至少两个控制点的国家80坐标或北京54坐标（点名为Pl、P2...）,测量并储

存其WGS-84坐标（点名为PT1、PT2...）o

（2）点击“设置控制点坐标库（新版本工程之星上为求转换参数）"，进入控制点

坐标库（如图）。

求参数转化界面

（3）点击“增加”按钮，弹出图所示对话框。输入P1点坐标，点“确定（0K）”按钮,

则弹出图所示对话框，输入对应的原始坐标o

增加点（已知坐标）OK|X|

输入控制点已知平面坐标：1=1^1

增加控制点第一步：

输入控制点的已知平面坐标，使用右上角的

选点按钮可以从坐标管理库中选取已录入

的已知点坐标.

增加已知坐标（北京54或国家80坐标）增加原始坐标（WGS84坐标）

（4）单击“从坐标管理库选点”,弹出图对话框，选取测量点PT1,点“OK（确定广

弹出图对话框，继续点击“OK”，弹出图对话框。（若图的坐标管理库中没有数据，则单击

“导入'：选取刚才测得的原始数据文件（*result.RTK）,导入原始坐标观测值。

坐标管理库|OK|x增加点（原始坐标）

点名北坐标

本1

PT2588002.116143(

木2

PT

术2588002.212143f

PT3

术12588003.202143(

PT一

2588002.771143(

碗

・

荔

增O

有

注意读取基准站或当前点坐标时必须输

入对应基准站或当前点的天线高

坐标管理库增加原始坐标

（5）重复（2）