摘要：本文结合工程测量综合实训测绘校园平面图为例，介绍了GPS-RTK、全站仪及南方CASS成图软件三者联合测绘的过程与方法，总结了针对多变、复杂的环境，熟练运用先进的仪器及软件，能极大提高测绘作业效率和作业精度；同时培养了学生团结协作的能力，对我们以高技能应用型人才培养为目标的中职学校的教学实践有较好的指导意义。
关键词：GPS-RTK；全站仪；CASS；CAD；联合作业
概述
近年来，中等职业教育蓬勃发展，以素质为基础，以能力为本位，培养高素质技能型人才已成为社会共识。为此我校土木工程系的学生在完成工程测量课程的理论学习和各单项技能训练后，综合运用所学的专业知识和单项技能，进行综合性、系统化的“综合实训”。其目的是让学生在今后实际工作中能结合主要就业岗位职业能力标准，提高职业能力、提升职业素养。
随着经济的高速发展，相关用图单位对测图的实用性和精确性的要求越来越高。与此同时随着科学技术的革新，测绘理论、方法、仪器设备、应用软件，也在不断的发展与进步。所以用传统的单一的GPS-RTK或全站仪已经满足不了实际测量工作的需要，为了节约成本，提高效率，让学生更加适应以后工作的需要，我们采用一种创新的综合实训方法——GPS-RTK与全站仪联合进行校园平面图的外业数据采集，然后用CASS7.0成图软件进行内业数据处理。
1 GPS-RTK与全站仪联合作业方式研究
GPS-RTK和全站仪各有其适用条件，全站仪设站灵活，自动记录，自动计算，直接获取地面点三维坐标，是勘测、设计、施工和管理不可或缺的测量工具，其缺点是要求通视，受地形和人为因素影响大，并且需建立足够的控制点，作业量大，投入也大，外业时间较长；而GPS-RTK，可全天候进行测量，可省去大量的控制测量时间，无需与测站通视，定位精度均匀，作业自动化、集成化程度高，在地形简单，天空开阔的地区，其优势更加明显，但在遇到高大障碍物、测区上空有遮挡时，就很难接收到卫星和无线电信号，即使能够得到数据，精度也受到很大影响。为此，本文用中纬ZGP800 GPS、拓普康全站仪联合作业的方法。即在校园内空旷的测区内地形、地物用RTK测图；校园内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标，然后用全站仪采集碎部点。这种方法实现了优势互补、取长补短，可快速布设控制点，又能高精度快速地获得三维坐标。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率。
利用RTK与全站仪联合测量分为两个步骤：
（1）利用RTK测量图根控制点，多数文献的大量试验表明，GPS-RTK可以满足图根控制的要求。RTK技术进行控制测量既能够得到定位结果和精度，又可以大大提高作业效率。
（2）利用全站仪和GPS-RTK联合测量碎部点，不但能解决全站仪的水平方向遮挡问题，也解决了GPS-RTK上方遮挡的问题，避免了单独使用GPS-RTK或全站仪作业的局限性。
2 GPS-RTK与全站仪联合作业过程
2.1基准站架设与设置
结合校园的实际情况，我们把基准站架设在实验楼顶（五层），在架设好仪器后，启动手簿。在“管理”中创建新的作业，然后进行基准站的相应设置，天线类型为“ZGP800A三脚架”，输入天线高，搜寻并选中对应主机，设置电台通讯为“蓝牙”，输入电台频道，并将基准站的坐标通过单点定位测量出来后存储于所建立的作业中，注意初始坐标系统为WGS84，最后进行无线电台的连接，当无线电台连接上后，即可将手簿从基站接收机上分离，至此基站设置启动完成。
2.2流动站设置
连接好流动站接收机、天线、对中杆后，启动手簿。对流动站接收机进行设置，通讯方式为“蓝牙”，天线类型为“ZGP800A对中杆”，频率的选择与电台一致。完成流动站设置后就可以进入测量模式，在这里我们要注意接收到的卫星个数，GPS-RTK是否固定解等。
2.3 GPS－RTK图根控制及碎部点数据采集
测量人员在地形特征点上立RTK接收机测杆，输入点号，同时输入特征编码，保存数据，可以实时得到地形点的WGS84坐标系下的三维坐标，另一测量人员相互配合画草图，以便内业检查成图情况。
考虑到作业效率等问题，我们决定在完成点校正后先由RTK为全站仪测设3个图根点，命名为A2，BM1，BM2，这样全站仪就可以利用这3个点进行设站及数据的采集。而在全站仪进行数据采集的同时，GPS-RTK又可以继续为全站仪布设其他图根点BM3，BM4……作业期间，我们用两台GPS－RTK接收机同时观测。在完成图根控制后，我们使用RTK测量模式对测区内较为开阔的地区进行数据采集；而有信号遮挡的地方，或者校园内房屋等GPS到不了的地方，我们使用全站仪进行数据采集。
2.4坐标转换参数求定
在测量工作中通常使用的是北京54坐标系、西安80国家坐标系和一些地方坐标系，而GPS卫星观测的坐标系统却为WGS84坐标系，所以GPS的观测坐标系统需要和通常使用的坐标系进行坐标转换。坐标转换的方法（常用七参数法）有两种：一是使用已有的静态数据，求出转换参数；二是采取现场采集的方法，通过键入一定数量控制点的地方坐标，然后在这些控制点上采集WGS84坐标，通过点校正拟合出最佳转换参数。
3 CASS7.0成图
南方CASS7.0成图软件是基于AutoCAD平台技术，不但本身具有强大的成图系统，也包含了AutoCAD软件的所有功能。广泛应用于地形成图、地籍成图、工程测量应用等领域，为施工测量人员的内业工作提供了便利条件，同时也减少了测量人员的内业工作量。
当外业碎部测量数据采集完成后，须要把内存中的作业数据文件传输到计算机中，才能进行测绘成果的绘制，普通的传输数据方法有两种：一种是用仪器自带的传输软件；一种是用CASS7.0软件就能进行传输。我们采用仪器电脑串口连接方法，外业不需要记录数据，采用仪器自动记录保存模式，内业也取消了手工输入坐标模式，直接从仪器内存中读取符合CASS7.0软件需要的数据格式。打开CASS7.0软件，点击数据工具下拉菜单中的读取全站仪数据命令，将处理过的碎部点数据以*．dat格式输入计算机，具体格式是“点号，逗号，东坐标，北坐标，高程”。如下图所示：
A2，，9936.6450876590，19796.2318655879，1.00
BM1，，9931.0399559622，19772.5213864860，1.00
…………………………………………
然后根据外业所绘草图通过软件编辑，连线成图。整个测区的地图编辑完成后，再到实地进行对比检查，对于漏测的地形、地物及时进行补测，将坐标数据存为一个新文件，绘制补测草图，内业处理时把补测的坐标数据展到原地形图上，进行地形图的修补。整合后绘制的校园平面图效果如下图所示：
4结束语
本次综合实训GPS、全站仪、南方CASS等软件的使用，将工程测量、计算机和土建CAD绘图等学科有机结合，将传统测绘方法与现代测绘技术对比结合应用，以经典测绘理论为基础来推动现代技术的理解与应用；拓展了学生的知识面，进一步强化了测量新仪器和测量新技术的应用，提高了学生的熟练动手能力、专业素养以及综合能力，并在实践教学中培养了学生的独立思考能力和创新能力。该方法不需建立图根控制，可节省大量的人力和物力。在开阔的区域用RTK进行数据采集，有占用人员少、速度快等优点；在通视不良好的区域，使用全站仪和RTK相结合，将发挥各自的优势，可大大加快数据采集速度，提高工作效率。
参考文献
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论文作者:张硕
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/6
标签：测量论文; 作业论文; 全站仪论文; 坐标论文; 软件论文; 数据论文; 坐标系论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;