陕西地矿汉中地质大队有限公司 陕西省汉中市汉台区 723000
摘要：随着科学技术的不断进步，大比例尺地形图的测绘方法发生了质的变化。从经纬仪配合平板、经纬仪配合量角器等传统方法，到如今利用全站仪进行数字化测图，由白纸成图转变为数字化测图，无论是测绘方法的精度还是作业效率，都得到了质的飞跃，在很大程度上降低了测绘工作者的工作强度。但全站仪数字测图易受通视条件的限制，使得在山区进行地形测量时变得较为困难。
关键词：GPS；静态定位测量；控制测量
我国测绘行业的不断发展，对于山区大比例尺地形图测量工作提出了更高的要求。传统的测量手段显然已经无法适应大比例尺数字测量和控制测量的要求，GPS技术的应用虽然可以使大比例尺数字测图效率变得更高，但是由于该技术在进行控制测量时，无法满足对于测量结果精度的要求，而GPS-RTK测量技术不仅可以实现数字测图效率的提高，同时对于控制测量而言，也可以达到很好地精度要求。
一、GPS网图的布设形式
GPS网图最常用的布设形式，是同步图形扩展式。就是把多台接收机放在不同的测站上进行同步观测，完成一个时段的观测后再把其中的几台接收机搬至下几个测站。在作业时，不同的同步图形有一些公共点相连，直至布满全网。这种布网方式作业方法简单，图形强度高，扩展速度快，便于作业组织，在实际中得到广泛应用。根据相邻2个同步图形之间公共点的多少，可分为：①点连式：相邻2个同步图形之间有一个公共点相连。②边连式：相邻2个同步图形之间有一个边相连。③网连式：相邻2个同步图形之间有三个以上公共点相连。④混连式：就是在满足《规程》“平均重复设站数”的条件下，根据实际情况灵活采用以上几种方式作业，这就是所谓的々昆连式。由此可见：只要能满足《规程》关于“平均重复设站数”的要求，相邻2个同步图形之间的公共点越少，图形扩展速度越快，越有利于提高工作效率。
二、GPS-RTK在山区大比例尺数字测图中应用的优势
GPS-RTK作为一种实时动态测量技术，被广泛应用于山区大比例尺地形图测量工作中，该技术主要以载波相位为基础，融合了传统的差分GPS数据处理手段，可以有效对大比例尺地形图相应坐标进行定位分析，同时相对比传统的GPS定位技术而言，该技术的定位精度更高，可以达到厘米级。通常情况下，GPS-RTK测量系统主要包括以下三部分：第一，GPS接收机。在实际利用GPS-RTK进行测量时，需要设置多台GPS接收机，其中一台接收机放置于基准站，其余的GPS接收机放置流动站，通过对GPS卫星的连续观测，将基准站获得的信息传输给其它流动站，从而以达到接收卫星定位信号的目的；第二，数据传输系统。该系统主要包括基准站的发射电台与流动站的接收电台，基准站获得数据信息后，需要将其传输到流动站，而流动站在获得数据后，需要在系统内部进行数据的解算，从而获得相应的坐标参数；第三，实时动态测量系统。利用相应的计算机软件，系统可以实时解算相应的三维坐标，同时保障实时动态测量结果的精准度。在实际的山区大比例尺地形图测量中，相对比其他测量手段，GPS-RTK不会受到通视条件的限制，且控制测量可以与碎步测量同时进行，这样极大地提高了测量结果的精度。尽管GPS-RTK技术具有众多优势，但是在实际的应用中其也不可避免的存在一些缺陷，例如容易受到周围强磁场的干扰，从而影响到最终的测量结果。
三、GPS控制测量
1.控制测量实施步骤。（1）准备工作：收集山地测区的控制点的相关资料，对GPS静态和RTK测量进行技术设计。首先必须先对仪器进行常规检测，确保仪器的可使用性。小组人员安排如下：基准站设置1人，流动站共计三台，每台安置两人，画草图人数为1，操纵仪器人数共计2人。
其次使用Pccdu软件设置采样率，然后使用4台GPS接收机对山地测区内的全站仪1级导线点进行静态测量，时长为40分钟，将其中两点作为已知点，使用Pinnacle软件解算出它们在WGSO84坐标系中的经度、纬度和大地高程及剩余各点的平面坐标。（2）基准站的选择。我们将基准站设置在一个较为开阔的山头（未知点）利用后方交汇的原理，通过两个已知点交汇测出基站位置，为此消除了人工建站的误差，提高数据准确性。（3）将所有的连接线连接好，最后连接电瓶线，打开电源。用手薄进行流动站的设置工作。（4）检查电台频率，保证流动站的通信道口和频点与基站一致。然后连接电台。（5）检查核对所有已知点坐标和高程，确保图跟点的点位符合《工程测量规范》的要求。（6）碎步测量：保证基准站正常工作，其余流动站开始RTK碎步点采集数据，设置好参数，将RTK设置为点模式亦或者线模式，一人绘制草图。
2.数据处理。基本流程：观测数据-数据传输-预处理-基线解算-CPS网平差。将数据传入电脑，利用CASS软件以及草图共同完成该山地测区地形图的编辑。采用静态数据的处理模式处理GPS控制网的基线解算与网平差，并去除含有粗差的数据RTK数据。CASS数字化成图：在本次作业中我们采用的是CSAA5.1软件，该软件以AutoCAD为基础平台，是一个方便易用的数字化成图插件，工具和图库的集合，作业人员根据CASS软件所附带的说明书和操作指南，即可绘制出符合国家规范的数字化地图。
3.影响GPS-RTK测量精度和可靠性的主要因素和提高措施。影响因素：（1）RTK基准站数据链传输的影响。在山地测区中，由于RTK技术的局限性以及测区植物茂密，树木旺盛导致通视性降低，无线电信号的传输在RTK中非常重要。（2）基准站坐标精确度。基准站坐标精度是保证RTK精度的重要因素。（3）卫星信号的影响：RTK测量要求基准站和流动站能同时接收到至少五颗相同的卫星信号。（4）转换参数的影响：转换参数的求解作为RTK技术的测量基础，精确度的高低是影响RTK因素的关键。转换控制点的精度和分布对转换参数有着直接影响。提高措施：（1）利用后方交汇原理算出基准站坐标，消除人工测量误差。（2）基准站选择视野开阔，便于上点，大功率无线电发射源以及高压电的地方，以此增强电台的辐射半径。
四、大比例尺数字测图工程案例
1.测区概况。该工程位于市距离县城136km左右，经度101°01'02″，纬度25°04'41″。测区面积约4km2，进行1∶1000数字化测图，地形为条带地形，带宽约0.3km，带长约13km，该测区主要地形分布为道路、房屋、河流、稻田、旱地、通信线杆、电力线杆、山林等，其中两岸山坡陡峭，灌木树林茂密，飞机草、藤条树丛生，极难通行，通视条件较差，测量工作较为困难。经过测量人员多方努力，克服多种困难，按时、按质如期完成测量工作。
2.图根控制测量。（1）四参数计算。由于GPS测量所得到的坐标是WGS－84坐标，而工程当中所需要的是在流动站上实时显示国家坐标系或地方独立坐标系下的坐标，就需要进行坐标系之间的转换，即点校正，一般做法就是找取便于控制测区范围的4个首级控制点，至少选取四个控制点可以消除平面残差和高程残差。需要注意的是，不宜用短边校正，因为测量的点位误差会随距离的增加而增大。并且测量控制点时必须采用强制对中杆，控制点数据采集完以后，需要添加已知起算控制点的坐标和高程数据，并进行四参数的计算，计算之前注意检查杆高是否输入正确，计算完成以后若计算误差在cm级以内，可点击应用说明四参数计算正确。（2）数据采集。四参数计算完成后就可以进行图根控制点的测量，图根控制测量采用ＲTK测量技术，测量时必须采用强制对中杆进行图根控制点的对中，测量前要记得新建一个工程文件，把采集的所有图根控制点放在同一文件夹下避免数据丢失。此外，所采集的图根点应分布均匀，便于控制整个测区。
总之，相对比传统的常规测量方法，GPS技术不会受到通视条件的影响，并且测量结果的准确性较高，所以该技术被广泛应用到山区大比例尺数字测图和控制测量中，不仅提高了测量效率和精度，而且节省了大量的劳动力。
参考文献
[1]王波.浅谈GPS在山区大比例尺数字测图中的应用.2018.
[2]赵清.GPS在山区大比例尺数字测图及控制测量中的应用.2019.