【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,傳統(tǒng)的測(cè)圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設(shè)備、新技術(shù)、新方法所取代 。 RTK 與全站儀聯(lián)合 進(jìn)行數(shù)字化測(cè)繪地形圖就是一種行之有效的新方法。 RTK 與全站儀聯(lián)合測(cè)繪地形圖 ,可以優(yōu)劣互補(bǔ) 。 如果僅用全站儀進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖 ,就必須建立圖根控制網(wǎng) ,這樣須投入大量的時(shí)間、人力、財(cái)力 ； 如僅用 RTK 測(cè)圖 ,可以省去建立圖根控制這個(gè)中間環(huán)節(jié) ,節(jié)省大量的時(shí)間、人力和財(cái)力 ,同時(shí)還可以全天侯地觀測(cè)。由于衛(wèi)星的截止高度角必須大于 13176。 15176。 ， 它在遇到高大建筑物或在樹下時(shí) ,就很難接收到衛(wèi)星和無線電信號(hào) ,也就無法進(jìn)行測(cè)量。如果用 RTK 與全站儀聯(lián)合測(cè)圖 ,上述弊端就可以克服。即在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí) ， 空曠地區(qū)的地形、地物用RTK 測(cè)之 ； 村 莊、城市內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物用 RTK 實(shí)時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo) ， 然后用全站儀測(cè)之。這樣可以大大加快測(cè)量速度 ， 提高工作效率。 隨著 GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善 ， GPS 得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí) ,全站儀也因其數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度高、大大釋放勞動(dòng)力等優(yōu)勢(shì) ,成為勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和管理不可或缺的測(cè)量工具。但隨著工程質(zhì)量要求的不斷提高 ， 測(cè)量用戶已不 再局限于只使用 GPS 或全站儀中的一種 ,在實(shí)際測(cè)量工作中 ,同樣一個(gè)工程中 GPS 的測(cè)量成果常為全站儀所用 ,全站儀測(cè)量值又常作為檢校 GPS 作業(yè)的依據(jù)。用 GPS 完成控制 比用常規(guī)儀器要快得多。它不要站間通視 ,也無需龐大的作業(yè)隊(duì)伍 ,精度高、作業(yè)快、費(fèi)用省、應(yīng)用靈活。一些先進(jìn)的接收機(jī)和天線技術(shù)把外業(yè)觀測(cè)時(shí)間壓縮到最短的同時(shí) ,仍能獲得最優(yōu)的數(shù)據(jù) ,在靈敏度、可靠性、抗干擾能力方面都有優(yōu)異的表現(xiàn)。靜態(tài)、快速靜態(tài)通過載波相位差分可以達(dá)到很高的精度 (106D～108D) 。 RTK 技術(shù)能實(shí)時(shí)提供觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo) ,并達(dá)到厘米級(jí)的精度。它的普及極大地拓展了 GPS 的使用空間 ,使 GPS 從只能做控制測(cè)量的局面中擺脫出來 ,而開始廣泛運(yùn)用于工程測(cè)量。在地形測(cè)量中 , 傳統(tǒng)的方法是經(jīng)緯儀配合小平板儀 的方法 , 在小平板儀上進(jìn)行展點(diǎn) , 再通過手搖數(shù)字化儀得到數(shù)字化圖 , 由于受到人為操作誤差的影響 , 誤差可達(dá)到 mm 以上 , 對(duì)大比例尺的地形圖的精度影響比較大。隨著 GPS（ RTK）系統(tǒng)的不斷改進(jìn) , 已經(jīng)達(dá)到了比較滿意的精度要求 , 可以滿足常規(guī)測(cè)量的要求 , 尤其對(duì)于開闊的地段 (主要是田野、公路、河流、溝、渠、塘等 ) 直接采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位 (RTK) 測(cè)量模式進(jìn)行全數(shù)字野外數(shù)據(jù)采集。對(duì)于樹木較多或房屋密集的村莊等 , 采用 RTK 測(cè)定圖根點(diǎn) , 通過全站儀的采集碎部點(diǎn)。 基于此 ， 我們?cè)趯?shí)踐 中嘗試?yán)?RTK 配合全站儀進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集 , 然后在 環(huán)境下進(jìn)行數(shù)字化成圖 。 利用 RTK+全站儀的方法可以很好的解決這些問題。在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)利用 RTK 布設(shè)控制點(diǎn)、在 RTK 不容易到達(dá)或局限性較大的地方可在附近布設(shè)控制點(diǎn)在利用全站儀進(jìn)行測(cè)量，這樣可以快速完成各種測(cè)量任務(wù)切精度也可保證。 變形觀測(cè)理論與儀器使用方法 變形監(jiān)測(cè) 理論 變形監(jiān)測(cè)是對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象或物體（簡(jiǎn)稱變形體）進(jìn)行測(cè)量以確定其空間位置隨時(shí)間的變化特征。變形監(jiān)測(cè)又稱為變形測(cè)量或變形觀測(cè)，它包括全球性的變形監(jiān)測(cè)、區(qū)域性的變形監(jiān) 測(cè)和工程的變形監(jiān)測(cè)。變形體用一定數(shù)量的有代表性的位于變形體的離散點(diǎn)（或監(jiān)測(cè)點(diǎn)或目標(biāo)點(diǎn)）來代表。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化可以描述變形體的變形。變形又分為兩類：變形體自身的形變和變形體的剛體位移。變形體自身的形變包括：伸縮、錯(cuò)動(dòng)、彎曲和扭轉(zhuǎn)四種變形，而剛體位移則含整體平移、整體運(yùn)動(dòng)、整體升降和整體傾斜四種變形。變形監(jiān)測(cè)分為靜態(tài)變形監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)，靜態(tài)變形通過周期測(cè)量得到，動(dòng)態(tài)變形通過持續(xù)監(jiān)測(cè)得到。 變形監(jiān)測(cè)主要包括水平位移、垂直位移監(jiān)測(cè)，偏距、傾斜、撓度、彎曲、扭轉(zhuǎn)、振動(dòng)、裂縫等的測(cè)量，主要 是對(duì)描述變形體自身形變和剛體位移的幾何量的監(jiān)測(cè)。水平位移是監(jiān)測(cè)點(diǎn)在平面上的變動(dòng)，它可分解到某一特定的方向，垂直位移是監(jiān)測(cè)點(diǎn)在鉛直面或大地水準(zhǔn)面法線方向上的變動(dòng)。偏距、傾斜、撓度等也可歸結(jié)為水平和垂直位移監(jiān)測(cè)。偏距或撓度也可歸結(jié)為某一特定的方向上的水平位移；傾斜也可換算成水平或垂直位移。也可通過水平或垂直位移測(cè)量和距離測(cè)量得到。 除上述監(jiān)測(cè)內(nèi)容外，還包括與變形有關(guān)的物理量的監(jiān)測(cè)，如應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、氣壓、水位、滲流、滲壓、揚(yáng)壓力等的監(jiān)測(cè)。 精度要求高：與其他測(cè)量工作相比，變形 觀測(cè)要求的精度高。用于實(shí)用目的，一般要求達(dá)到 1mm 的精度。這對(duì)于垂直變形還很容易達(dá)到，對(duì)于水平位移變形有點(diǎn)偏高。用于科研目的的還要高些。這個(gè)精度比地形測(cè)圖以及一般工程放樣都要高。 重復(fù)觀測(cè)：眾所周知，一般城市測(cè)量控制網(wǎng)改造或補(bǔ)充一些點(diǎn)時(shí)，一般不再重復(fù)觀測(cè)。而用于變形監(jiān)測(cè)的網(wǎng)則必須相隔一定的時(shí)間進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。只有重復(fù)觀測(cè)才能從坐標(biāo)或高程值的變形中發(fā)現(xiàn)變形。 嚴(yán)密的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：一些變形體的變形大小大都較小，有的與測(cè)量誤差有相同的數(shù)量級(jí)，故要采取一些方法從還有觀測(cè)誤差的觀測(cè)值中分離出變形信息。 多學(xué) 科的配合：變形測(cè)量工作不僅需要測(cè)繪學(xué)，尚需要土木工程和土力學(xué)及巖石力學(xué)等方面的知識(shí)。 責(zé)任重大：變形監(jiān)測(cè)責(zé)任重大，它需要一絲不茍的認(rèn)真工作。由于變形量都是微觀變化，更應(yīng)從帶有觀測(cè)誤差的觀測(cè)值中，找出變形規(guī)律的蛛絲馬跡，及時(shí)正確預(yù)報(bào)危害變形，使人們避免災(zāi)害，減少損失。 電子水準(zhǔn)儀 電子水準(zhǔn)儀具有測(cè)量速度快、讀數(shù)客觀、能減輕作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度、精度高、測(cè)量數(shù)據(jù)便于輸入計(jì)算機(jī)和容易實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化的特點(diǎn)，因此它投放市場(chǎng)后很快受到用戶青睞。國外的低精度高程測(cè)量盛行使用各種類型的激光定線儀和激光掃平 儀。因此電子水準(zhǔn) 儀定位在中精度和高精度水準(zhǔn)測(cè)量范圍，分為兩個(gè)精度 等級(jí)，中等精度的標(biāo)準(zhǔn)差為： ,高精度的為： 。 電子水準(zhǔn)儀的基本原理 電子水準(zhǔn)儀又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀，它是在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它采用條碼標(biāo)尺，各廠家標(biāo)尺編碼的條碼圖案不相同，不能互換使用。目前照準(zhǔn)標(biāo)尺和調(diào)焦仍需目視進(jìn)行。人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，標(biāo)尺條碼一方面被成象在望遠(yuǎn)鏡分化板上，供目視觀測(cè)，另一方面通過望遠(yuǎn)鏡的分光鏡，標(biāo)尺條碼又被成象在光電傳感器（又稱探測(cè)器）上，即線陣 CCD 器件上，供電子讀數(shù)。因此，如果使用傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺，電子水準(zhǔn)儀又可以象普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。不過這時(shí)的測(cè)量精度低于電子測(cè)量的精度。特別是精密電子水準(zhǔn)儀，由于沒有光學(xué)測(cè)微器，當(dāng)成普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用時(shí)，其精度更低。 當(dāng)前電子水準(zhǔn)儀采用了原理上相差較大的三種自動(dòng)電子讀數(shù)方法： 1）相關(guān)法（徠卡 NA3002/3003） 2) 幾何法（蔡司 DiNi10/20） 3) 相位法（拓普康 DL101C/102C） 電子水準(zhǔn)儀的特點(diǎn) 電子水準(zhǔn)儀是以自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀為基礎(chǔ)，在望遠(yuǎn)鏡光路 中增加了分光鏡和探測(cè)器 (CCD),并采用條碼標(biāo)尺和圖象處理電子系統(tǒng)二構(gòu)成的光機(jī)電測(cè)一體化的高科技產(chǎn)品。采用普通標(biāo)尺時(shí)，又可象一般自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。 它與傳統(tǒng)儀器相比有以下共同特點(diǎn)： 1) 讀數(shù)客觀。不存在誤差、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差。 2) 精度高。 視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖象經(jīng)處理后取平均得出來的，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進(jìn)行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件影響。不熟練的作業(yè)人員業(yè)也能進(jìn)行高精度測(cè)量。 3) 速度快。由于省去了報(bào)數(shù)、聽記、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算 的時(shí)間以及人為出錯(cuò)的重測(cè)數(shù)量，測(cè)量時(shí)間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省 1/3 左右。 4) 效率高。只需調(diào)焦和按鍵就可以自動(dòng)讀數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。視距還能自動(dòng)記錄，檢核，處理并能輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行后處理，可實(shí)線內(nèi)外業(yè)一體化。 3 工程實(shí)例 工程概況 測(cè)區(qū)概況 河口區(qū)位于我省最北部，擁有海岸線長(zhǎng) 214 公里， 10 米等深線淺海面積 2400平方公里，灘涂面積 97 萬畝，這些天然優(yōu)勢(shì)為當(dāng)?shù)匕l(fā)展風(fēng)能、太陽能等新型產(chǎn)業(yè)提供了條件。為實(shí)現(xiàn)高效生態(tài)項(xiàng)目的落戶聚集，該區(qū)重點(diǎn)建設(shè)的總面積 50 平方公里山東河口藍(lán)色經(jīng)濟(jì)開 發(fā)區(qū)，園區(qū)內(nèi)一批“高門檻、低投入，高產(chǎn)出”的綠色產(chǎn)業(yè)相繼落戶。其中，風(fēng)力產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤為突出，國華、華銳風(fēng)機(jī)、華能等風(fēng)電巨頭紛紛搶灘河口，目前，全區(qū)風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá) 30 萬千瓦。 2020 年 12 月，國家發(fā)展改革委批準(zhǔn)國華（東營河口）新能源有限公司的國華河口（二期）風(fēng)力發(fā)電工程作為清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目。該項(xiàng)目位于河口區(qū)新戶鄉(xiāng)，本期工程 占地 10 平方公里， 架設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔 33 座，升壓站一座，預(yù)計(jì)鋪設(shè)道路 50公里，架設(shè) 110 萬千伏輸電線 35 公里。該區(qū)域地貌主要是曬鹽場(chǎng)、養(yǎng)蝦池以及荒蕪的蘆葦?shù)?，地形平坦，無遮擋物，觀測(cè)條件較好 。測(cè)區(qū)內(nèi)有東營市市國土局 2020年施測(cè) C 級(jí) GPS 控制點(diǎn) , 據(jù)此山東華英地礦工程勘察有限公司布設(shè)兩個(gè)一級(jí)控制點(diǎn)，和一個(gè)四等水準(zhǔn)點(diǎn)。標(biāo)志保存完好，精度滿足要求，分別作為作為本測(cè)區(qū)平面控制測(cè)量的起算數(shù)據(jù)。，作為測(cè)區(qū)水準(zhǔn)高程起算點(diǎn)。根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，工程采用1980 西安坐標(biāo)系，高程采用 1956 年黃海高程系。 測(cè)區(qū)范圍如圖 。 圖 測(cè)區(qū)范圍圖 工程投入及作業(yè)依據(jù) 工程投入 本工程共 投入 南方 GPS 接收機(jī) 4 臺(tái)， 拓普康 5800 全站儀 2臺(tái)， 南方 S86RTK5臺(tái)（套）， 計(jì)算機(jī) 5臺(tái) ， leica 數(shù)字水準(zhǔn)儀 一臺(tái) ，配 GPCL2M 條碼玻璃纖維標(biāo)尺 2 支 ，以及計(jì)算器，鋼尺等小儀器。工程車 2 輛。人員配置為 高級(jí)工程師 1 名，工程師 3名 ，技術(shù)員若干。 控制組 1個(gè)，測(cè)圖組 5個(gè)， 放樣組 2個(gè)，變形觀測(cè)組 1個(gè)。 作業(yè)依據(jù) （ 1） 《水利水電工程測(cè)量規(guī)范 (規(guī)劃設(shè)計(jì)階段 )》 SL19797 （ 2） 《工程測(cè)量規(guī)范》 GB 500262020 （ 3） 《水電水利工程施工測(cè)量規(guī)范》 DL/T51732020 （ 4） 《全球定位系統(tǒng) (GPS)測(cè) 量規(guī)范》 GB/T 183142020 （ 5） 《國家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》 GB12898— 91 （ 6） 《數(shù)字水準(zhǔn)儀檢校及一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)程》 GB 128972020 （ 7） 《建筑物變形測(cè)量規(guī)范》 JTJ/T82020 （ 8） 《 1： 5000、 1： 10000地形圖圖式》 GB/ （ 9） 《 1： 500、 1： 1000、 1： 2020 地形圖圖式》 GB/ （ 10）《測(cè) 繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》 CH 100191 （ 11） 《 1： 500 1： 1000 1： 2020 地形圖要素分類與代碼》 GB 1480493 （ 12） 《 國華（河口）二期 工程 1:1000 地形圖測(cè)量工作大綱 》 山東華英地礦工程勘察有限公司 。 2020年 8月 。 工作內(nèi)容及工作完成情況 主要工作內(nèi)容包括 四部分 ： GPS E 級(jí)控制點(diǎn)的埋設(shè)和觀測(cè)計(jì)算，用 連續(xù)三角高程測(cè)量 測(cè)控制點(diǎn)高程； 1:1000 地形圖數(shù)字 測(cè)圖； 風(fēng)機(jī)中心樁施工放樣；風(fēng)機(jī)塔的變形觀測(cè)以及 成果整理及檢查。 經(jīng)過 4 個(gè)月的實(shí)踐 工作，已經(jīng)完成施工區(qū)前三部分工作，以及 所有 33 座 風(fēng)機(jī)塔的第 4 次沉降觀測(cè)。 控制 測(cè)量 平面控制網(wǎng)布設(shè) 本次平面控制網(wǎng)按國家 E級(jí) GPS 網(wǎng)要求進(jìn)行施測(cè)，形成邊連式構(gòu)網(wǎng)。 各級(jí) GPS 網(wǎng)精度指標(biāo)見下表 。 表 GPS 網(wǎng)測(cè)量的精度指標(biāo) 級(jí)別 B C D E a（ mm） ≤8 ≤10 ≤10 ≤10 b（ mm/km） ≤1 ≤5 ≤10 ≤20 注： a—— 固定誤差（ mm）； b—— 比例誤差系數(shù)。 平面控制網(wǎng)布設(shè)沿線路布設(shè)，由技術(shù)負(fù)責(zé)人會(huì)同相關(guān)人員在線路平面圖上進(jìn)行控制網(wǎng)的方案設(shè)計(jì)、 圖上選布點(diǎn)位、編號(hào)，選點(diǎn)埋石人員按設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)選點(diǎn)埋石工作，部分點(diǎn)位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況按布網(wǎng)設(shè)計(jì)原則靈活確定點(diǎn)位，并在圖 上修改標(biāo)示。 使用 GPS 觀測(cè)的點(diǎn)位均便于安置儀器，周圍視野開闊，對(duì)天通視良好，高度角15176。 以上無障礙物阻擋衛(wèi)星信號(hào)；點(diǎn)位遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源，其距離 大 于 200m，遠(yuǎn)離高壓輸電線，其距離 大 于 50m， 避免 了 電磁場(chǎng)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的干擾；點(diǎn)位附近 沒有大面積水域，避免 了 多路徑效應(yīng)的影響；點(diǎn)位 都 布設(shè)于交通方便，基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于保存，有利于導(dǎo)線聯(lián)測(cè)的地方。 平面控制點(diǎn)在標(biāo)石上注記控制點(diǎn)編號(hào)，自 F1 開始至 F12。平面控制點(diǎn)均采用混凝土預(yù)制標(biāo)石，標(biāo)石規(guī)格：截面為 10cm 10cm，高60cm，中間鑲嵌直徑 鋼筋，標(biāo)石頂面有十字標(biāo)記。埋設(shè)深度為 50cm，標(biāo)石頂面露出地面約 10cm。 在埋 設(shè) 標(biāo) 石 時(shí)現(xiàn)場(chǎng)繪制草圖，然后繪制成 CAD 形式的電子圖，繪制點(diǎn)之記時(shí)嚴(yán)格按照點(diǎn)之記要求進(jìn)行繪制。 平面控制 外業(yè)測(cè)量 （ 1） 作業(yè)方法 平面 控制網(wǎng)按 E級(jí) GPS 控制測(cè)量要求進(jìn)行施測(cè)；作業(yè)前按規(guī)范要求進(jìn)行相關(guān)儀器檢校，經(jīng)常對(duì)光學(xué)對(duì)中器進(jìn)行檢校