【摘要】本文对RTK测图和全站仪测图两种不同的测图方法进行介绍；对两种不同测图方法的作业流程及原理等方面进行分析，对RTK测图和全站仪测图进行归纳、总结，并通过实例与实测精度分析，明确RTK测图效果是可以媲美全站仪测图效果。全站仪测图使传统测量方法实现了质的飞跃。RTK测图在工程测量中有更高的使用价值。当两者配合使用，既能在短时间内完成作业任务，又能满足工程测量的需求，并且能够保持较好的精度，实现优势互补的目的。
【关键词】RTK测图；全站仪测图；精度；测图原理；数字化测图
在相对较大的工程测图项目中，如果仅仅使用单一的测量仪器和测量方法采集数据、数字化成图，受测区自然环境因素等限制，无法满足工程进度的要求。相反，采用多种测图仪器相互配合，既能够扬长补短，克服作业过程中工序过多的弊端，又能够提高工作效率，产生更高的经济价值。本文通过对RTK测图与全站仪测图两种方法进行比较和分析，得到最终结果。
一.RTK测图与全站仪测图的原理分析
（一）RTK技术原理分析
RTK测图技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时的提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能满足工程测量的要求，达到厘米级的测量精度。
（二）全站仪测图原理的分析
通过对全站仪的测角、测距、微处理机功能的利用，采用极坐标法，对测站到测点间的距离、方位角进行测定，按一定程序和格式记录测量数据，利用相关的成图软件处理采集后的数据，完全数字化成图。全站仪测图要求作业过程中对地物特征点都进行观测，且保证测站与测点之间通视，测距必须满足工程测量规范的要求。全站仪测图已是一门很成熟的测图技术，在外业数据采集中发挥着重要作用。
二.RTK测图与全站仪测图方法分析
本文在项目中使用的仪器为：一套南方灵锐S82 RTK；两台尼康530全站仪；上述仪器在使用之前全部进行检定并合格，其精度、性能等方面均满足工程测量要求。
（一）RTK的测图方法
在测区架设基准站时，保证视野开阔、交通便利，避免由于数据链丢失或者是发生多路径效应。尽量将其架设在较高的位置上，方便信号的接收和发射。本次把基准站架设在未知点上，移动站分别测量位于测区周围均匀分布的四个已知控制点，即可实时得出从WGS-84坐标系到当地独立坐标系的转化参数。
流动站操作过程注意以下几点：卫星高度角不应小于10°，且观测的卫星数量应在4颗以上。当流动站接收机与电台接通之后，接收机不仅可以接收到来自GRS卫星的信号，而且也可以接收到来自于数据通信电台的伪差分改正数与载波相位测量数据，对手薄加以控制，进行实时差分及差分处理。每次观测之前，应在手薄上建立相应项目，套用之前已经解算出来的七参数。进行点校正，正确校正后，采集当前已知点数据作为检查数据，核对精度满足要求后进行碎部点测量。当实测精度指标达到预设精度指标值时，通过手薄提示快速记录，并快速进入到下一站的测量，误差不会累积。地形图测绘的过程中可以不做图根控制，直接用RTK为全站仪测图提供控制点的成果。
RTK测图过程中，根据现场地物情况，应该给同一块号的地物，记录过程中给同一块号，可以多条块号同时进行测图。采集过程中不漏不错，有序的进行，保证地物跟代码一一对应。数据采集后完，输出CSV格式文件，在表格里处理数据，把同一块号的数据整理到一起，降序排列，再把第一个编码替换成地物代码，后面的编码换成“+”，然后把整理完的数据格式改成DAT格式，直接在cass7.0绘图软件成图。
（二）全站仪的测图方法
在控制点上架设全站仪，对中整平，量取仪器高，开机后新建项目，设站将测站点号、代码、仪器高、后视点号、棱镜高输入其中，测存后视点数据后，采用极坐标法进行碎部点测量，全站仪测图由于距离等规范严格限制，需要放点测量，才能完成大面积数据采集工作。很容易误差累积，这就要求我们严格遵循规范要求，规范化作业。外业记录数据过程中，地物点跟代码一一对应，方便后期成图处理。
（三）两者的优点和缺点对比分析
通过RTK测图，在普通的地形条件下，单人可以在一天内收集约1000个点。如果使用全站仪测图，1000个地物特征点不可能一站采集完全，必须多次架站，才可能完成任务。在一些简单地形测量过程使用RTK技术，确实提高工作效率。
RTK单人就能操作，外业采点过程中，地物特征点和编码保持一一对应即可。特别是在通视困难的地区，RTK测图方法更具优势，极大的降低了测绘工作者的工作强度。
3.较高的测量精度
RTK测图的精度可以达到厘米级，完全可以满足地形测量的要求。
4.均匀的点位精度分布
各个点的误差都是随机产生的，与传统的测量手段完全不一致，不会产生误差积累，成果可靠。
使用RTK测图技术，对作业环境要求高，遮挡物密集的区域，容易导致测量精度降低，出现粗差甚至无法作业。
全站仪测图不受环境限制，特别是在居民区测量房屋的时候，在测量居民区房屋时候，精度比RTK测图精度高。
使用全站仪测图，需要重复架站，需要通视才能定向、测绘，由于放点，容易误差累积，大型测图项目，需要更多的人力资源，劳动强度大，耗时也比较长。 当两者结合起来使用，RTK能弥补全站仪在做控制方面的不足，节约时间。在碎部点测量过程中，简单开阔区域使用RTK技术测图，房屋密集区域使用全站仪测图，不但测图质量有保证，而且能提高工程进度，能达到事半功倍的效果。
三.RTK、全站仪测图实测精度对比分析
在工作中选取1.5km2的测图范围，一组直接用RTK布设图根控制点，另一组用全站仪测平面，水准仪测图根水准的方法布设图根控制。严格遵守《工程测量规范》，两种方法获得的同一图根控制点原始数据对比如下表1所示：
由上表中的实测结果进行分析可以看出，由RTK测图做控制代替常规全站仪测图做控制着实可行。就上表数据来看，△X最大值为0.017m，△Y最大值为0.027m，△H最大值为0.029m，控制点成果质量可靠，可以放心使用。
所有的外业数据采集完后，两小组相互检查彼此的图面质量，采用随机抽样的方法，按地形图施测的精度要求，施测明显地物点120个和高程注记点50点。统计地形图主要建筑物平面点位中误差为±2.4cm（允许±5cm）；主要建筑物的高程中误差为±1.8cm（允许±3 cm），符合《工程测量规范》的要求。地形图散点检测汇总统计如下表2所示：
由此来看，RTK测图与全站仪测图精度大致相同，满足《工程测量规范》的要求。
本文仅仅是笔者在工作中对RTK测图与全站仪测图对比分析的一些简单看法。通过对RTK测图与全站仪测图对比分析，RTK与全站仪联合使用，可进一步提升成图质量，缩短工作时间，提高工作效率。在实际工作中，由于地形图比较复杂，工期短，将两者结合使用，确实能发挥出1+1>2的效果，创造更好的经济效益。
[1]中华人民共和国国家标准《工程测量规范》（GB）
[2]中华人民共和国国家标准《冶金工程测量规范》（GB）
[3]尚纪斌.GRS-RTK联合全站仪在地形图测绘中的应用[J].科技创新导报，2011，（2）：96.
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[5]褚宁，陈富强，刘超等.GRS-RTK配合全站仪在数字测图应用中的分析与研究[J].科技资讯，2012，（16）：28-28.
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[7]梁虹，李治国，齐立东等.浅析全站仪与RTK在测绘中的差异[J].内蒙古科技与经济，2014，（19）：94，96.
[8]张爱民，方民，薛永军等.GPS-RTK联合全站仪数字化测图技术研究――以内蒙古赤峰市为例[J].中国科技信息，2011，（11）：87-88.
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本文作者介绍了，RTK技术控制测量中的应用，提高RTK技术的做出的精准坐标，严格操作测量精度的影响，提高RTK测量精度的可靠性。并且以RTK测量技术相关问题分析进行探讨！
【关键词】全站仪；RTK；工程测量 目前在太原南站西广场项目工程测量中，全站仪和RTK仪器均以得到广泛的应用，但这些仪器往往独立作业，配合较少。若全站仪同RTK有机地结合起来，相互配合使用，缺陷就可以相互弥补而且仪器的利用率提高了，从而提高工作效率。
经过调查测量工作人员普遍希望能够有一件能使操作过程简便的辅助装置的出现，来减少原本繁重的测量工作量进而提高工作效率。为了解决施工中存在的问题，拼着多年来从事城市控制测量的工作经验，以RTK技术在太原南站西广场工程控制测量中的应用为研究对象，详细分析了RTK工程控制测量的步骤。
（1）如果基准站的坐标精度低，则所得到的3维坐标精度也低，因此在实际工作中应该选择D级以上精度的已知点作为基准站。（2）坐标参数的选择对所测成果的精度影响很大。GPS采用WGS一84坐标系，而且伞部计算都在此坐标系内进行，处理后的首批结果是WGS一84坐标。但是用户需要的是国家格网坐标或地方坐标，本次测量才用太原市GPS独立坐标系，然后再将其投影到高斯平面上。因此坐标转换精度也是一个相当重要的问题，实际工作中选择用已知公共点求转换参数，它的精度不仅与所选点的位置和数量有关，还与所选点的坐标精度密切相关，因此在选择公共点时应该对测区范围内的已知点进行筛选。
（3）GPS系统本身的影响因素包括GPS卫星星数、卫星图形、大气状况等。为此应做好星历预报工作，卫星条件不好时，作些辅助工作（基站转移等）。（4）严格规范操作，减少人为因素对测量精度影响。RTK实践证明，观测者的专业水平和经验对成果的精度和可靠性影响很大，对中误差、测量天线高或输入基准站坐标的任何误差，都将影响测出的全部坐标。观测者必须垂直握住测杆，使其位于测点的铅垂线上，进行控制测量，建议流动站采用三脚架基座对中整平。观测者也应认真检校RTK设备，三脚基座和流动站测杆上的水准器必须检查校正，以免除任何系统误差对观测值的影响。（5）为了消除偶然噪声，提高RT
K测量的精度和可靠性，增加观测的历元数并进行重复测量也是必要的。（6）如果要采用RTK高程就必须做到：①求转换参数时在测区外围要有一定数量的控制点并联测四等水准高程，所选公共点不要离测区太远，并均匀分布在测区；②要在不同时段（或不同基站）分别观测，以检测其测量粗差，并进行一定数量的已知点检验。
在RTK定位过程中，存在的3部分误差。第一部分是每一个用户接收机所公有的。第二部分为各用户接收设备所固有的。第三部分为基准转换误差，例如已知控制点的误差、坐标系统转换误差、大地水准面差距的内插误差等。第一部分误差中卫星钟误差、星历误差通过差分技术可以完全消除，电离层误差、对流层误差、传播延迟误差可以大部分消除。第二部分误差中天线相位中心变化可以消除，其余部分要采用专门措施加以削弱，其残余误差有时对RTK影响非常严重。第三部分误差要采取严密的转换模型和高质量的起算数据，运用检核的办法来验证其精度。
2.2求取测区坐标的转换参数问题
合理选择控制网中已知的WGS-84和北京54坐标（或地方独立坐标）以及高程的公共点.求解转换参数，为RTK测量作好准备6选择转换参数时要注意几个问题：（1） 要选测区四周及中心的控制点，均匀分布。为提高转化精度，最好选3个以上的公共点，利用最小二乘法求解转换参数。（2）
在有国家控制点高斯坐标而无GPS控制资料的情况下，可以利用流动站在控制点现场逐点进行WCS-84定位测量，观测时间不少于5min，当不少于三点测量完成后，即可利用控制手簿解算出坐标转换参数.并利用坐标转换参数将WGS-84坐标自动转换为北京54坐标。（3）在内业计算参数转换时，无专业软件可将WGS-84系坐标和54系的公共坐标代入布尔莎或其它转换模型，得到误差方程矩阵。利EXCEL中MJNVERSE（array）和MMULT（ar-ray）函数分别返回矩阵的逆矩阵和两矩阵的乘积，进而求得参数。或用Matlab软件也较容易求取参数。
2.3高程测量的相关问题
RTK在我国高精度高程测量中应用较少。若使用本地区参考椭球面为基准，还应考虑到本地椭球面与WGS-84椭球面之间的差异。因为RTK测得的是以WGS_84椭球面为基准的大地高，所以要顾及两椭球面之间的高程异常差。
高程异常的确定方法，可以分为几何解析法和重力法两类。几何解析法是用一个一次或高次的解析多项式拟合出测区的似大地水准面.进而内插出RTK点上的高程异常值。
重力法是通过计算附近的地面重力测量资料求解大地水准面的非线性变化部分，应用中通常需结合地形数字模型和地球重力场模型数据，以反映地形起伏的影响和大地水准面的长、短波特性。
利用重力法计算高程异常值在工程测量中是不切合实际的，考虑到工程测量控制网的范围较小，似大地水准面的变化比较平缓，因此，通过一些联测水准的WGS点，求得各点的高程异常值，再用平面拟合的方法来逼近似大地水准面，以求得其RTK点的高程异常，从而达到将大地高转换为正常高的目的。
（1）提高大地高测定的精度。大地高测定的精度是影响RTK高程测量精度的主要因索之一。这可以从提高起算点精度，缩短基线距离，采用双频机，精确量取仪器高和流动站高.选择最佳的卫星分布。减弱多路径误差和对流层延迟误差等几方面改善。 （2）
根据测区似大地水准面变化情况，合理地布设已知点。一个局部RTK网中最少联测几何水准的点数，不能少于选用计算模型中未知参数的个数。根据不同的测区，选取合适的拟合模型。并且应对已知点进行检核，以减小因已知点精度低而带来的损失。对于山区地形，要加地形改正：对含有不同趋势地区的大测区，可采用分区计算的办法等。（3）联测几何水准的点位，应均匀布设于测区。测区周围应有几何水准联测点，由这些己知点连成的多边形，应包围整个测区。拟合RTK计算时不宜外推.否则会发生振荡。（4）利用全站仪对RTK点进行联测并进行平差结果如下表1：
综上所述，通过近几年的科技技术的不断创新，运用全站仪能够方便、快捷、准确的投点，并可以免于复杂计算，直接得到想要得到得数据。这大大提高了测量工作的效率，减轻了测量工作的工作量。同时也大大提高了测量的准确程度。这样不仅可以在日后的工作中避免发生不必要的麻烦，在预测结果结束后也可以做出准确的工作计划，达到特殊工作的要求和目的。
[1]边小伟、梁孝忠、李道发.RTK及全站仪在公路测量中的应用及比较[J].山西建筑.2011（14）
[2]彭玉兵.RTK与免棱镜全站仪在地形测量中的应用[J].山西建筑.2009（5）
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原标题：如何解决RTK与全站仪测量误差（值得学习)
为什么有时候RTK测量出来的平面坐标算出来的距离和用全站仪直接测量出来的平距差值比较大，是不是仪器出了问题？
其实很多情况下并不是仪器有问题，这个问题主要从投影变形的角度考虑，如果某地的投影变形超过一定的限差，而我们不加以修正，就无法满足我们的测量要求（规定：投影长度变形值不得大于2.5cm/km，即投影变形应达到1/40000的精度。超过这个限差时就要求须对实测长度进行改正后才能使用）。出现这种变形主要是由于我们的测区离我们要投影中央子午线太远（离中央子午线越远，变形越大）或是当地的高程引起的（尤其是在测量带状图或测区高差较大时变形更加大）。
根据上述产生变形的原因，我们可以采用不同的方法来改正。当国家标准坐标系统不能满足测量要求时，我们可以通过以下几种方法进行坐标改正：
方法一：把中央子午线适当移动，以抵偿由高程面的边长归算到参考椭球面上的投影变形（称为任意带高斯正形投影）。这种方法，一般是把中央子午线移动到测区中心，以期使变形变小来满足我们的测量要求，同时为了和国家标准坐标相联系，可以通过换带计算的方法把国家标准坐标换算过来。
方法二：重新选择合适的高程投影面，抵偿分带投影变形。对于投影面的选择，在没有特别要求的情况下，我们一般会选测区的平均高程作为投影面（如果平均高程不能满足要求，还有另外的计算高程抵偿面的方法），这种采用抵偿坐标系的实质是将国家标准坐标系统中的长度元素按一定比例进行缩放，因此抵偿坐标系与国家标准坐标系的坐标转换是不难实现的。设S为国家标准坐标系中的长度元素，Sc为抵偿坐标系中的长度元素，两种坐标系统中的长度元素之比为：Sc/S=(R+Hm)/R，假设q=Hm/R，则有Sc/S=1+q（其中为Hm高程抵偿面高程，R为参考椭球曲率半径，扁率不变），假设投影原点为(x0，y0)，国家标准坐标为（x，y），抵偿坐标系中坐标为（xc，yc），则有抵偿坐标系和标准坐标系的坐标换算可按下式计算：xc
方法三：可通过既移动中央子午线，又改变高程投影面的方法来实现（称为具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影），也就是以上两种方法的综合。这种方法的计算较为复杂，有兴趣的可以查找一下相关的资料作为参考。
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