全站仪测量点位高程采用三角高程测量的方法, 高差计算公式为:

h?D?tan??(1?k)2/2R?i?v。

由公式知, 点位高程的误差来源主要有：测距误差、测角误差、量测仪器高和目标高误差以及球气差影响。根据分析, 测距误差和球气差对所测点位高程的影响可忽略不计, 量测仪器高和目标高误差将直接进入所测高程, 用钢尺量取仪器高和目标高时, 中误差一般不超过5 mm。由于在测图中全站仪采用半测回天顶距单向测量进行三角高程的观测, 数字法测图的高程精度见表2.2。

表2.2 数字法测图点位高程中误差( mm)

由表2.1 数据知, 全站仪测图地面点高程精度满足《规范》规定的限差。

2.5 利用CASS 5. 1成图的过程

随着测绘仪器的更新和测绘技术、计算机技术的发展,传统的测图技术逐渐被数字测图技术所取代,成为地形测图的主流。目前许多测绘部门已经形成了数字图的规模生产。数字测图技术的应用发展,极大地促进了测绘行业的自动化和现代化进程,使测量的成果不仅有绘在纸上的地形图,还有方便传输、处理、共享的基础信息,即数字地图,这是GIS的子系统,它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。 下面介绍利用CASS软件成图

2.5.1关于CASS 5. 1

CASS 5. 1是南方测绘仪器公司在AutoCAD 2000上开发的新一代数字化地形地籍成图软件,其主要特色是面向GIS,彻底打通了数字化成图系统与GIS的接口。对于这一特色的主要支撑技术,包括在CASS30 属性编码基础上,进一步研究开发的骨架线实时编辑、简码用户化、GIS用户码用户化等。CASS 5. 1 在成图效率、地物编辑、符号用户化、电子平板、DTM建模及等高线绘制、数字地图与GPS集成等诸多方面都有突破性进展。

2.5.2数据连接

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利用南方CASS 5. 1 软件,将仪器中的数据通过仪器的数据端口传输到计算机中,将外业采集数据的全站仪,通过专用的数据线与计算机相连接： （1）打开南方CASS5. 1 软件；

（2）打开全站仪,调取外业采集数据的文件夹；

（3）依据全站仪的使用说明,将仪器调置到输出参数设置中,对其进行设置； （4）调置仪器到数据输出状态,进行到最后一步的前一项等待； （5）点击南方CASS 5. 1 软件的“数据”中的“读取全站仪数据”；

（6）将仪器的型号选择为“3 3 3 3 3 3 (所使用全站仪型号) ”,将各个项目的配置选择和仪器的输出参数一致即可；

（7）按键CASS坐标文件：“选择文件”进行数据存放的文件夹,选择并编辑文件名,到最后一步点击确定；

（8）随即点击一直在等待状态的输出确认键； （9）数据开始传输至数据传输完毕,即可关闭全站仪。

2.5.3内业成图

（1）展点

利用南方CASS 5. 1软件,将全站仪中的数据全部展到CASS 5. 1平台上,准备进行制图。用南方CASS 5. 1软件的“绘图处理”中的“定显示区”,来控制数据在计算机窗口的显示范围(将数据中的西南角值和东北角值范围,定位在计算机的窗口中) 。 利用南方CASS 5. 1软件的“绘图处理”中的“展野外测点点号”(将所有从外业采集的数据,展到CASS 5. 1软件的平台上) - 注意存盘。外业观测数据,由全站仪传输到微机的过程中,CASS 5. 1自动将数据转换成CASS 5. 1 的格式。 （2）绘制地形图

开始对照外业采集资料进行制图(依据图示和南方CASS 5. 1 软件“屏幕菜单”中的各种图示进行操作) - 注意存盘。找出外业的现场资料,根据资料的记录进行各点的连接,根据测绘的图示和南方CASS 5. 1 软件的“屏幕菜单”中的各种符号来绘制,以达到与现场的实际情况一致。利用南方CASS 5. 1 软件的“绘图处理”中的“展点高程”,将外业的高程数据展到平台上。在进行内业绘图时,根据外业所测量的数据文件和外业绘制的草

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图,进行图幅的绘制,应用软件的“简码识别”、“绘平面图”、“编码引导”等,可以自动绘制出平面图,并依照地形图的地形要素分类,分别绘制出房屋、草地、道路等地籍图中所有的建筑物与自然地物,根据坐标点绘制出地籍图表。 （3）编辑与整饰

在大比例尺数字测图的过程中,由于实际地形、地物的复杂性,漏测、错测是难以避免的,这时必须要有一套功能强大的图形编辑系统,对所测地图进行屏幕显示和人机交互图形编辑,在保证精度情况下,消除相互矛盾的地形、地物;对于漏测或测错的部分,及时进行外业补测或重测。另外,对于地图上的许多文字注记说明,如:道路、河流、街道等也是很重要的。图形编辑的另一重要用途是对大比例尺数字化地图的更新,可以借助人机交互图形编辑,根据实测坐标和实地变化情况,随时对地图的地形、地物进行增加或删除、修改等,以保证地形图具有很好的现势性。 ①图形分幅

在图形分幅前,应做好分幅的准备工作,了解图形数据文件中的最小坐标和最大坐标。注意: 在CASS 5. 1下侧信息栏显示的坐标和测量坐标是相反

的,即CASS 5. 1 系统中前面的数为Y坐标(东方向) ,后面的数为X坐标(北方向) 。将鼠标移至“绘图处理”菜单项,点击左键,弹出下拉菜单,选择“图幅整饰”下面的“批量分幅”,命令区提示:请按要求选择图幅尺寸,输入分幅图目录名:“########”。 输入测区一角:在图形左下角点击左键。 输入测区另一角: 在图形右上角点击左键。

这样在所设目录下就产生了各个分幅图,自动以各个分幅图的左下角的东坐标和北坐标结合起来命名,如:“10. 50～20. 50”、“20. 50～30. 00”等。如果要求输入分幅图目录名时直接回车,则各个分幅图自动保存在安装了CASS 5. 1的驱动器的根目录下。 ②图幅整饰

把图形分幅时保存的图形打开,选择“文件”的“打开已有图形? ”项, 在对话框中输入SOUTH1. DWG文件名,确认后SOUTH1. DWG图形即被打开。选择“文件”中的“已有图中加入CASS 5. 1 环境”项。选择“绘图处理”中“图幅整饰”的“标准图幅(50350 CM) ”项(当然也可按要求选择“图幅整饰”的其它选项) ,显示如图所示的对话框。输入图幅的名字、邻近图名、测量员、制图员、审核员后,用鼠标单击“确定”按扭即可。确定后

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系统提示: 请输入内图框西南角坐标(东,北) : 输入图形左下角测量坐标的整公里数。因为CASS 5. 1系统所采用的坐标系统是测量坐标,即1∶1的真坐标,图幅编辑之后,要综合各小组的成果进行图幅的拼接,目的是将其拼成一副完整的地形图,相邻图幅应自然接边,图形上的线要素与面要素既要进行几何位置接边,又要进行属性接边,直线地物要素在接边时应保持其直线性,另外,无论是母线数据,还是制图数据,相邻图幅同一地物要素的分类代码、颜色和有向方向要保持一致,地物要素符号应保持完整。 ③后期初检地形图

制图结束后交由现场测量员检查(现场测量员对地物地貌了解,以便检查出问题立即更正) 。由外业的跑点人员,对图进行进一步的修检,修检之后利用南方CASS 5. 1 软件的“编辑”中的“实体所在图层”,将所有的“测点点号”删除。 ④交由专门负责部门进行进一步的处理

根据资料的记录进行各点的连接,根据测绘的图示和南方CASS 5. 1 软件的“屏幕菜单”中的各种符号来绘制, 以达到与现场的实际情况一致。CASS 5. 1支持多种多样的作业模式,除了“草图法”、“简码法”以外,还有“白纸图数字化法”、“电子平板法”。目前国内,外业工作还是一件非常辛苦的事,需要跋山涉水,风吹日晒,各种艰辛测绘工作者深有体会,因此我们要尽量减轻野外的工作量,把成图的工作尽量安排在办公室内进行,“草图法”和“简码法”是符合这个要求的。而二者相比,“草图法”更加直观,在地物情况比较复杂时效率更高,关键一点是如果出错,在内业编辑时较容易修改。

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3 GPS定位原理、误差源分析与RTK 技术

3.1 GPS定位原理与GPS定位的主要误差 3.1.1GPS定位原理

GPS定位是以GPS卫星和用户接收天线之间的距离为基本观测量，根据已知的卫星瞬时坐标，确定用户天线所对应的位置，其实质是空间距离后方交会。在一个侧站上只需3个独立距离观测量。GPS采用的是时差测距原理，即通过侧量GPS信号从卫星传播到用户接收机的时间差计算距离，由于卫星钟与用户接收机钟不同步，因此，观测的测站至卫星间的距离称为伪距。卫星钟差可以通过卫星导航电文提供的钟差参数修正，接收机钟差难以预先准确确定，可将其作为未知参数与观测站坐标在数据处理中一并解出。在一个测站上，除了三个待定位置参数外，还需要增加一个接收机钟差参数，因而至少应有4个同步伪距观测量，即至少必须同步观测4颗GPS卫星。

图3.1 GPS定位原理图

绝对定位原理：绝对定位是以地球质心为参考点，确定接收机天线在界GS一84坐标系中的绝对位置。由于定位作业仅需要一台接收机工作，因此又称为单点定位。由于单点定位结果受卫星星历误差、信号传播误差及卫星几何分布影响显著，所以定位精度较低。一般适用于低精度的测量领域，例如车辆、船只、飞机的导航、地质林业调查等。利用GPS进行绝对定位的原理是：以GPS卫星和用户接受天线之间的距离观测量为基准，

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