数字测图学习情境二-草图法大比例尺数字地形图测绘.ppt

第2章草图法大比例尺数字地形图测绘 子情境1全站仪采集数据的测站设置子情境2野外数据采集子情境3数据传输子情境4内业展点成图子情境5地形图的编辑 1 子情境1全站仪采集数据的测站设置 一 准备工作为了顺利完成某一测区的数字测图任务 就必须做好充分的准备工作 内容包括人员安排 仪器工具的选择 仪器检验 测区踏勘 已有成果资料收集 并根据工作量大小 人员情况和仪器情况拟订作业计划 并编写数字测图技术设计书来指导数字测图工作 确保数字测图的有序开展 2 1 人员组织 测图方法不同 人员组织也不一样 一般说来 人员组织主要安排两个方面的内容 一是一个小组的人员配备 二是根据测区大小和总的测量任务确定配备多少个小组 目前的全野外数字测图实际作业 按照数据记录方式的不同可以分为以下3种主要的作业模式 3 1 绘制观测草图作业模式 该方法是在全站仪采集数据的同时 绘制观测草图 记录所测地物的形状并注记测点顺序号 内业将观测数据传输至计算机 在测图软件的支持下 对照观测草图进行测点连线及图形编辑 2 碎部点编码作业模式 该方法是按照一定的规则给每一个所测碎部点一个编码 每观测一个碎部点需要通过仪器 或手簿 键盘输入一个编号 每一个编号对应一组坐标 X Y H 内业处理时将数据传输到计算机 在数字成图软件的支持下 由计算机进行编码识别 并自动完成测点连线形成图形 4 3 电子平板 或PDA 作业模式 该模式是将电子平板 笔记本电脑 或PDA手簿通过专用电缆与全站仪的数据输出口连接 观测数据直接进入电子平板或PDA手簿 在成图软件的支持下 现场连线成图 5 2 仪器工具的选择与检验 3 测区踏勘 测区踏勘主要调查了解的内容有 1 交通情况 包含公路 铁路 乡村便道的分布及通行情况等 2 水系分布情况 包含江河 湖泊 池塘 水渠的分布 桥梁 码头及水路交通情况等 3 植被情况 包含森林 草原 农作物的分布及面积等 6 4 控制点分布情况 包含三角点 水准点 GPS点 导线点的等级 坐标 高程系统 点位的数量及分布 点位标志的保存状况等 5 居民点分布情况 包含测区内城镇 乡村居民点的分布 食宿及供电情况等 6 当地风俗民情 包含民族的分布 习俗和地方方言 习惯和社会治安情况等 7 4 资料准 数字测图需要准备的资料主要有 已有控制点坐标高程成果 旧有的图纸成果和其他资料5 作业区划分及作业计划 在数字测图中 一般都是多个小组同时作业 为了便于作业 在野外采集数据之前 通常要对测区进行 作业区 进行划分 数据测图与传统手工测图的划分方法不一样 传统手工白纸测图一般以图幅划分作业范围和区域 而数据测图则以道路 河流 沟渠 山脊等明显线状地物为界线 将测区划分为若干个作业区 对于地籍测量来说 一般以街坊为单位划分作业区 分区的原则是各区之间的数据 地物 尽可能地独立 不相关 8 拟订数字测图作业计划的主要依据是 1 测量任务书 技术规范 技术规程 2 仪器设备数量和等级 3 人员数量 技术水平 4 所用软件 作业模式 5 已有资料情况 6 测区交通 通信及后勤保障 9 作业计划的主要内容应包括 1 测区控制网的点位埋设 外业施测 内业处理等的内容和时间安排 2 野外数据采集的测量范围 内容和时间安排 3 仪器配备 经费预算 4 提交资料的时间计划以及检查验收计划等 10 6 编写数字测图技术设计书 一般说来 数字测图技术设计书的主要内容有 1 任务概述 说明任务来源 测区范围 地理位置 行政隶属 成图比例尺 任务量和采用的技术依据 2 测区自然地理概况 说明测区海拔高程 相对高差 地形类别 困难类别和居民地 道路 水系 植被等要素的分布与主要特征 说明气候 风雨季节及生活条件等情况 3 已有资料的分析 评价和利用 说明已有资料采用的平面和高程基准 比例尺 等高距 测制单位和年代 采用的技术依据 对已有资料的质量评价和可以利用的情况 11 4 设计方案 成图规格和成图精度 说明投影方式 平面坐标系统和高程系统 成图的平面精度和高程精度 根据项目设计要求和地形类别 说明成图方法和图幅等高距 平面和高程控制点的布设方案 有关的技术要求 平面和高程控制测量的施测方法 限差规定和精度估算等 12 根据技术人员素质和资料等情况 提出外业数据采集和内业成图的方案和技术要求 必要时应给出典型示例 采集和绘图方法要求 根据数字测图的特点 提出对地形图要素的表示要求 如居民地的类型 特征 表示方法和综合取舍的原则 对道路 水系 的综合取舍原则 境界的表示方法或原则 地貌和土质表示要求 植被的表示要求和地类界的综合取舍原则 内业方案与要求等 采用新技术 新仪器时 要说明方法和要求 规定有关限差 并进行必要的精度估计和说明 13 5 计划安排和经费预算 主要说明作业准备 控制点埋设 加密平面控制测量 加密高程控制测量 图根平面控制测量 图根高程 各区域的野外数据采集 内业成图 检查验收和成果归档等工作内容的预计时间安排 根据设计方案和进度计划 参照有关生产定额和成本定额 编制经费预算表 并作必要的说明 14 二 全站仪的坐标测量功能 13102全站仪简介TOPCONGPT 3102全站仪是新近上市的全站仪 图2 1 图2 2 其主要技术指标为 测角精 15 图2 1全站仪外型 测角精度 2秒 最小计数1秒 测距精度 2mm 2ppm D 测程 单棱镜3000m 免棱镜350m 键盘 双面全中文数字键 内存 24000个测量点的存储容量 16 图2 2TOPCONGPT 3102全站仪组成 17 1 TOPCONGPT 3102全站仪按键名称 见图2 3 与功能表 表2 1 图2 3TOPCONGPT 3102全站仪面板 18 表2 13102全站仪按键名称及功能表 19 2 TOPCONGPT 3102全站仪显示符号及其内容如表2 2所示 表2 2TOPCONGPT3102显示符号 20 图2 4TOPCONGPT 3102全站仪 键模式 3 星键模式 在全站仪操作过程中 按下 键可以进行以下设置 图2 4 21 调节显示屏的对比度 0 9级 调节十字丝照明亮度 1 9级 显示屏照明开关 选择是否采用免棱镜模式 选择激光指示灯的打开 闪烁 关闭 激光对中器的开 关 设置倾斜改正 定线点提示灯开关 可用于放样 设置音响模式 22 其中 各设置项的按键 显示符号和功能如表2 3 23 2 TOPCONGPT 3102全站仪常见测量模式操作 1 角度测量 表2 4 24 图2 5TOPCONGPT 3102全站仪角度测量模式 TOPCONGPT 3102全站仪的角度测量模式显示内容如图2 5所示 25 2 距离测量 表2 5 26 TOPCONGPT 3102全站仪的距离测量模式显示内容如图2 6所示 图2 6TOPCONGPT 3102全站仪距离测量模式 27 3 坐标测量 表2 6 28 图2 7TOPCONGPT 3102全站仪的距离测量模式 TOPCONGPT 3102全站仪的距离测量模式显示内容如图2 7所示 29 4 偏心测量 所谓偏心测量就是反射棱镜不能安置在待测点的中心 而将棱镜安置在与中心相关的某处 间接地测定中心点的位置 即待测点与测站点通视 但其上无法安置反射棱镜的情况 如在地形测量中要测量罐体的中心 烟囱的中心 水池的中心 树木的中心等时 就可以采用全站仪偏心测量 30 图2 8全站仪偏心测量 角度偏心测量的测量原理如图2 8所示 31 A 为测站点 已知点 B 为后视点 已知点 P 为待测点 未知点 无法安置棱镜 C 为偏心点 立棱镜点 要求 AC 的距离等于 AP 间的距离 其计算公式见式 2 1 32 式中 S 测量出的测站点A至偏心点C 棱镜 之间的斜距 测量出的测站点A至偏心点C 棱镜 之间的竖直角 已知边AB的坐标方位角 未知边AP与已知边AB的水平夹角 当AP在AB左侧时 取 33 在全站仪上的操作步骤如下 在测距模式下按F4键翻页 按F1键启用偏心测量 按F1键选择角度偏心 用望远镜照准棱镜C 仅水平转动望远镜 按F1键测量 显示仪器至棱镜之间的水平距离 按F1键 下步 并转动望远镜照准P点 按F1键 下步 显示P点的平距 或斜距 高差 按F1键 下步 显示 P点的N坐标 X坐标 重复按键盘上的坐标键 再显示 P点E坐标 Y坐标 和P点Z坐标 高程 34 5 悬高测量 REM 在测量过程中 常有一些测量人员不能到达的悬空点 如输电线 无法安置棱镜 这时就可以在该悬空点的下方安置棱镜 间接地测量悬空点的高程 这就是悬空测量的方法 如图2 9所示 A为测站点 P为待测点 无法安置棱镜 B为P点下方铅垂线上的点 可安置棱镜 现要求出B点与P点的高差h 公式见式 2 2 35 36 式中 S 测量出的仪器至棱镜的斜距 1 测量出的仪器至棱镜的倾角 2 仪器至待测点P的倾角 V 棱镜高 37 在全站仪上的操作步骤如下 按MENU键 按F4键翻页 按F1键选择程序后 再按F1启用悬高测量 按F1键选择棱镜高V 用望远镜照准B点处的棱镜 测量仪器至棱镜之间的水平距离HD 即图中Scos 1 转动望远镜照准P点 则显示的VD即为所求高差h 图中h 38 6 对边测量 MLM 对边测量主要用于测量不通视两点间的距离 如右图2 10所示 欲求出 P1点与P2 点之间的平距 斜距和高差 但在 P 1或P 2 点不便安置仪器直接测量 故在任意点 A 上安置全站仪 间接地测算出 P 1点和P 2 点之间的距离和高差 公式见2 3 39 图2 10全站仪对边测量 40 式中 S1 1 测量出的仪器至P 1点处棱镜的斜距和倾角 S2 2 测量出的仪器至P 2点处棱镜的斜距和倾角 AP1与AP2之间的水平夹角 D12 P1与P2之间的水平距离 h12 P1与P2之间的高差 41 在全站仪上的操作步骤如下 按MENU键 按F4键翻页 按F1键选择程序后 再按F2启用对边测量 按F2键选择不使用坐标文件 按F1键选择MLM1 AB AC 用望远镜照准P1点处的棱镜 测量仪器至棱镜之间的水平距离HD 转动望远镜照准P2点处的棱镜 测量仪器至棱镜之间的水平距离HD 测量完毕 显示 P 1和P 2点间的平距 dHD 高差 dVD 或斜距 高差 接着再照准 P 3点的棱镜 可以连续测量出P 1点和P 3 点的距离和高差 42 3 拓普康GTS全站仪测站设置 进行数据采集之前 应该进行有全站仪的有关参数设置 常见参数有 温度 气压 气象改正数 仪器的加常数 乘常数 棱镜常数 测距模式等 对地形测量来说 则主要注意棱镜常数 测距模式 气象改正等方面的设置 步骤见图2 11 43 图2 11全站仪测站设置 44 同时 还应检查全站仪的内存空间大小 删除无用的文件 如全部文件无用 可将内存初始化 对于已有的控制点 GPS点 图根点 成果 可以提前导入到全站仪中 以供采集数据时调用 45 1 安置仪器 根据测图需要 选择一已知点作为测站点 选择另一已知点作为后视点 在测站点上安置全站仪 对中 整平 并用小钢卷尺量仪器高 并作好记录 46 2 输入采集数据文件名 在TOPCONGPT 3102全站仪的正常测量模式下 按MENU键进行入 菜单 按F1键选择 数据采集 按F1键 输入 新文件名 或 调用 已有文件 后回车 如输入文件名为 20090415 47 3 输入测站点坐标 高程 测站点的坐标 高程数据可由两种方法设定 一是直接由键盘输入 二是利用内存中的坐标数据来设定 在 数据采集 菜单中 按F1键选择 测站点输入 依次输入测站点 点号 标示符 可省略不输入 仪器高 按F4键 测站 输入 坐标 或调用已知坐标成果文件中的某点 按F3键 记录 测站点的相关输入信息 点号 仪器高 坐标等 48 4 输入后视点坐标高程 后视点数据可按如下3种方法设定 一是直接键入后视点坐标 二是利用内存中的坐标数据设定 三是直接键入定向方向角 在 数据采集 菜单中 按F2键选择 后视 依次输入 后视点 点号 编码 棱镜高 按F4键 测站 输入后视点 坐标 或调用已知坐标成果文件中的某点 按F3键 测量 测量测站至后视点的方位 距离或后视点的坐标 以实现定向与检核 此步骤不可缺少 可以尽早发现测站点或后视点的输入错误 正文 49 技能训练2全站仪的菜单操作和测站设置 1 技能目标 1 掌握TOPCON等全站仪的菜单操作方法 2 掌握用全站仪采集数据时的测站设置方法和步骤 50 2 仪器设备 学生每3 4人一组 每组1台全站仪 配备棱镜杆 棱镜 三角架 钢卷尺 3 内容及步骤 全站仪角度测量 距离测量 坐标测量 偏心测量 悬高测量 对边测量 坐标采集时的测站设置 训练内容重点是坐标采集时的测站设置 4 基本要求 1 每组学生轮流操作全站仪 2 学生按照本次技能训练的内容 独立练习 完成本次技能训练的任务 5 提交成果 采集的坐标数据文件 51 子情境2野外数据采集 地形图上的图形符号归纳起来有3种 一是地物符号 如房屋 道路 围墙 堡坎 电杆等 二是地貌特号 如计曲线 首曲线 分水线 悬崖等 三是注记符号 如GPS点 水准点 图根点 其他文字注记和数字注记等 而这些符号又都是由点 线 面三种要素组成的 点是最基本的图形要素 点构成线 线构成面 点线面再综合起来构成图形符号 所以 我们外业采集数据时 也主要测量一些地形特征点的空间位置 即点的坐标和高程 然后再由这些点连成线 由线组成面 才形成了地形图上的图形内容 52 图2 12地形特征点的信息 数字地形图测绘过程中的野外数据采集 是用全站仪 RTK等测量仪器在野外实地测量 得到绘制数字地形图所需信息的过程 53 一 图根控制测量 图根控制测量是碎部测量之前的一个重要步骤 其主要任务是布设足够密度的测站点 因为此前的首级控制网和加密控制网的点位密度是不能够满足大比例尺测图对测站点的要求 54 1 图根点的埋设 根据当地实际测量条件 图根控制布设的主要形式是附合导线和结点导线网 个别无法附合的地区 可采用支导线的形式补充 局部区域可采用全站仪解析极坐标法测定图根点 但必须有检核条件 55 城市建筑密集区 隐蔽地区 应以满足测图需要为原则 适当加大密度 数字测图时 图根点密度要求一般如表2 7 表2 7数字测图平坦开阔地区图根点密度表 56 解析图根点的数量 一般地区不宜少于表2 8的规定 57 2 图根导线的技术要求 为了确保地物点的测量精度 施测一类地物点应布设一级图根导线 施测二 三类地物点可布设二级图根导线 同级图根导线允许符合两次 技术要求如下 表2 9 58 59 3 图根导线的布设要求 1 导线网中结点与高级点或结点与结点间的长度不应大于附合导线长度的0 7倍 2 一级图根导线 当导线较短 由全长相对闭合差折算的绝对闭合差限差小于 13cm时 其限差按 13cm计 3 一级图根导线的总长和平均边长可放宽到1 5倍 但其绝对闭合差应小于 26cm 60 4 二级图根导线长度较短 由全长相对闭合差折算的绝对闭合差限差小于图上0 3mm时 按图上0 3mm计 5 1 500 1 1000测图的二级图根导线 其总长和平均边长可放宽到1 5倍 但此时的绝对闭合差最大不超过图上0 5mm 6 当附合导线的边数超过12条时 其测角精度应提高一个等级 61 4 图根支导线的测设要求 1 因地形条件的限制 布设附合图根导线确有困难时 可布高图根支导线 2 支导线总边数不应多于4条边 总长度不应超过二级图根导线长度的1 2 最大边长不应超过平均边长2倍 如表2 10所示 62 63 3 支导线边长采用光电测距仪测距 可单程观测一测回 4 支导线水平角观测首站时 应联测两个已知方向 采用J6级经纬仪观测一测回 5 支导线队首站以外其他测站的水平角应分别测左 右角各一测回 其固定角不符值与测站圆周角闭合差均不应超过 40 采用全站仪时 其他测站水平角可观测一测回 64 5 极坐标法测量图根点时 应符合下列规定 1 用6 以上全站仪测角 2 观测限差不超过表2 11规定 65 3 可直接测定图根点的坐标和高程 并将下 下半测回的观测值取平均值作为最终观测成果 4 极坐标法图根点测量的边长 不应大于表2 12的规定 66 6 图根水准测量的技术要求 平坦地区图根点高程用图根水准测定 其技术要求如表2 13 图根水准路线及图根光电测距导线应起闭在不低于五等水准的控制点上 图根三角高程路线可起闭于图根水准点 67 7 图根光电测距高程导线代替图根水准测量的技术要求 山地或建筑物上的图根点高程可用图根三角高程测量方法测定 可与图根水准测量交替使用 其技术要求如表2 14 68 8 GPS RTK图根测量的技术要求 1 图根控制测量采用GPS快速静态测量作业模式进行测量应满足下述要求 图根GPS点的精度等级可参照GPS二级控制测量 对最小距离 平均距离的要求可适当放宽 布网应有非同步观测基线构成多边形闭合环 或符合路线 每一闭合环 或符合路线 边数不超过10条 少数困难地区可采用散点法测定GPS图根点 69 GPS图根点测量的观测时间以能确保准确测定出点位坐标为准 一般双频测量型GPS接收机不少于5min 单频测量型GPS接收机不少于10min 其余有关的测量技术要求按CJJ73 97的GPS二级网执行 2 图根控制测量采用GPS RTK作业模式进行测量应满足下述要求 GPS RTK基准站至少应连测3个高级控制点 70 高级点所组成的平面图形应对相关的RTK流动站点有足够控制面积 并对GPS基准站坐标系统进行有效检核 进行GPS RTK测量时 对每个图根控制点均应独立测定2次 在2次测量时应重新对中 置平三角架或对中杆 2次测定图根点坐标的点位互差不应大于 5cm 符合限差要求后取中数作为图根点坐标测量成果 9 图根控制测量的记录与计算 图根控制外业数据采集记录使用电子手簿方式或其他记录方式 无论采用何种记录方式 均应提交图根控制记录资料 71 72 二 碎部点的常见测算方法 测量碎部点的目的 主要是获得碎部点的坐标 高程和绘图信息 一般用仪器直接测得 但由于通视等原因 个别点只能通过间接测算的方法确定 间接测算的思路是 先利用全站仪采用极坐标法测定一些基础碎部点 作为对其他碎部点进行定位的依据 再用勘丈法 方向法 直角 平行等方法推算一些碎部点 可以认为 在基础碎部点上 只要能够用作图的方法确定出点的位置都可以间接测算法 73 下面介绍几种常用的方法 1 极坐标法 极坐标法是碎部点测量的最普遍采用的方法 精度高 如图2 13所示 A为测站点 已知图根点 B为后视点 已知图根点 也称定向点 P为前视点 碎部点 在A点安置全站仪 量仪器高I 照准B点 将全站仪度盘置为AB的方位角 然后照准P点 读取水平度盘读数 即AP边的方位角 倾斜距离S 竖直度盘读数L 垂直角 90 L 并量P点棱镜高V 按公式24就可求得P 点坐标和高程 74 图2 13极坐标法 75 2 直角坐标法 直角坐标法又称正交法 它借助测线和测线的支距确定碎部点的位置 如图2 14所示 A B两点已知 现欲测量P1点 则以AB为轴线 从P1点向轴线作垂线 用钢尺丈量A点到垂足的距离a1和支距的长度b1 就可以根据式2 6求P1点的坐标 76 图2 14直角坐标法 77 3 距离交会法 如图2 15所示 A B点为已知碎部点 D AB 用坐标反算求得 现欲测量未知碎部点P 则可用钢尺丈量P点至A B点的距离D1 D2 再计算P点的坐标 78 图2 15距离交会法 在内业作图时 以 A点为圆心 以D1为半径画圆 再以B点为圆心 以D2为半径画圆 交点即P点 79 4 垂足计算法 如图2 16所示 A B 1 2 3 4点为已知碎部点 求未知碎部点1 2 3 4 的坐标 计算公式如2 9 80 使用该公式确定建筑群内楼道口点 道路折点十分方便 图2 16垂足计算法 图2 17矩形计算法 81 5 矩形计算法 如图2 17所示 已知1 2 3三个房角点 现求第四个房角点 计算公式如2 10 所以 在测量矩形地物时 一般可只测定三个角点即可 82 图2 18直线内插 6 直线内插法 如图2 18所示 A B为已知碎部点 1 2 3 是在AB连线上的待求碎部点 当用钢尺丈量出A点至各点的距离D1 D2 D3 Di 时 即可求出各点的坐标 式2 11 83 7 直线相交法 如图2 19所示 A B C D为4个已知碎部点 且AB与CD相交于O点 则交点O 的坐标为 式2 12 84 图2 19直线相交法 85 8 平行线法 如图2 20所示 A B C D E为线路AE上的已知碎部点 其中 AB为直线部分 BCDE为曲线部分 求与该线间距为R的线路上的未知碎部点 1 2 3 4 5的坐标 1 对于直线 AB 段 其坐标计算公式为 图2 20平行线法 86 式2 13中 当所求未知点位于已知点的左侧时 沿前进方向 AE 取 在右侧时取 后面点的计算规则相同 式2 14 2 对于直线 AB 段 其坐标计算公式为 87 88 9 平移图形法 如图2 21所示 图形 A与图形B全等且方位一致 若图形A中的1 2 3 4四点和图形B 中的一个点 如1 点 的坐标为已知 则可以用式2 20计算另外三个点2 3 4 的坐标 该公式可用于计算规则的建筑群或其他类似地物的碎部点坐标 89 图2 21平移图形法 90 图2 22对称点法 10 对称点法 图2 22是一个对称地物 在测定出 A 1 2 3 4 5 6 7点后 再测定出A点的对称点B 即可求出各对称点1 2 3 7 的坐标 式2 21 91 三 RTK采集碎部点的方法 RTK RealTimeKinematic 定位技术 即基于载波相位观测的实时动态定位技术 常规的RTK系统需要基准站接收机1台 流动站接收机1台或多台 以及信号传输所必需的电台设备 92 将基准站设置于坐标已知的参考点上 另外1台接收机设置为流动站 通过选取附近坐标已知的参考点作为控制点 使得基准站与流动站同时接收卫星数据 基准站将所在参考点的信息以及接收到的卫星数据通过电台UHF数据链或者GPRS数据链发送到流动站 流动站则通过接收机内置的调制解调器结合自身接收到的卫星数据进行实时定位 由于两台接收机相距较近 对于同一卫星的观测具有很强的相关性 所以 在一定的范围内 通过此项技术 可以明显地消除各项误差的影响 从而显著提高定位精度 93 1 V8CORSRTK系统概述 V8CORSRTK系统 中海达测绘创新推出的全新一代基于CORS技术的RTKGPS系统 系统引入语音智能技术实现 语音导航操作 对仪器主机操作全过程语音提示 采用成熟的GSM CDMA网络传输技术 GSM CDMA UHF轻松一键切换 V8CORSRTK系统的几个技术特点如下 无缝兼容CORS系统 面向CORS系统的技术设计 成熟的网络数传技术 无缝接入城市连续参考站系统 CORS 的应用 一台移动台即可实现RTK作业 94 自主建站HD CORS技术 由中海达独有的数传网络服务器技术 超长距离RTK作业技术 V8CORSRTK系统组成的小型连续运行城市参考站系统 建网自由 运行成本低 维护方便 适合中小城市区域连续RTK作业要求 GSM CDMA UHF数传技术 成熟网络数据传输技术 GSM CDMA 和传统UHF数据链技术兼备 可自由切换数传模式 GSM数传技术不受作业距离限制 特别适合城区 山区等传统电台信号阻挡严重的复杂地区作业 抗干扰能力强 包月费用120元左右 95 语音智能技术的RTKGPS系统 业内首创语音智能技术 V8 会说话的RTK 操作语音提示 状态报警等 U盘式文件管理模式 文件管理采用U盘式存储技术 即插即用 直接拖拽式下载 不需要下载程序 超长距离RTK作业技术 采用最新NOVATELOEMV双频主板 具有超长距离RTK作业技术 突破传统RTK作业距离 让GPS发挥更高经济效益 96 面向GNSS方向的升级功能 系统采用NOVATELOEMV的最新主板 预留GLONASS信号通道 经过软件升级能接收GLONASS信号 升级到双频双星系统 并能接收第二代GPS卫星L5频段和L2C A码信号 一体化全内置加强型主机设计 工业级设计的一体化主机 针对野外施工环境设计的防水胶圈 防水塞 加固机身设计 真正做到三防 防水 防尘 防震的工业级要求 97 图2 23基准站 2 基准站示意图 图2 23 98 图2 24流动站 3 移动站示意图 图2 24 99 4 标准配置表 表2 16 100 5 技术参数与性能特点 表2 17 主机 一体化设计高度集成 关键部件全内置 PVC材质外壳 抗2m自然跌落 工业三防模具设计的防水塞 防水胶圈 具有防水 防尘 防震功能 大容量存储器可存储8颗星230小时的测量数据 USB数据下载 卡槽和内置双锂电池 微型精巧 防水 防尘 大容量专业锂电池 双电源供电 可不间断地更换电源 可以连续使用8个小时以上 宽外电源输入电压6 36V 101 充电器 采用智能充电器 可同时充放两块电池 充电时间短 效率高 充满后自动断电保护 前3次电池必须用空再充电10h 以后充电约4个h 充满电后 充电器的指示灯会熄没 数据链 提供UHF和GSM两种无线通信数据 并可同时发射 UHF数据链作用距离长达20km GSM数据链突破距离限制 在中国移动开通GSM业务地区均可上网收发数据 实现网络RTK 102 基站UHF电台电源 17Ah电池组件 LED灯电量指示 采用航空插座电源极性不会接反 内置充电保护 工作时间长10h 控制器 美国进口工业级控制器 内置蓝牙通信模块 全中文界面 WINCE操作系统 具备数据采集 点放样 线放样 公路放样 电力线放样 纵横断面测量及土方计算等功能 远程遥控基准站设置 可在移动站查看基准站电量等 103 手簿支架 碳素纤维对中杆 2m分节的碳素纤维对中杆 轻便 实用 并附有高精度水准气泡 专业的手簿支架全方位固定角度 转换角度方便自如 控制面板 独特的控制面板 两键三灯组合设置 智能语音导航 基准站一键设置 专业网络服务器技术 网络服务器24小时在线支持 可实时监控 在线升级等 104 105 6 V8CORSRTK系统的工作方式 V8CORSRTK系统有6种工作方式 使用外挂UHF数据链电台的基准站模式 使用外挂UHF数据链电台的移动站模式 使用内置UHF接收电台的移动站模式 使用内置GSM电台的基准站模式 使用内置GSM电台的移动站模式 双频静态测量模式 106 7 控制面板按键图解 如图2 25所示 主机控制面板有按键两个 F键 功能键 和电源键 指示灯3个 分别为电源 卫星 状态 按键和指示灯的功能和含义分别如表2 18所列 数据链和电台频道分别如表2 19和表2 20所示 图2 25主机控制面板按键图 107 108 109 8 控制面板操作说明 功能键操作说明 指示灯操作说明 110 开关机指示说明 表2 21 图2 26UH 460电台面板按键图 111 9 UH 460电台 基准站UH 460电台工作在460MHz频段 提供16个通信信道供用户选择使用 用户可直接在电台的面板上选择信道 方法是在电台接通电源后 按面板上的 设置 按键 图2 26 使信道指示改为需要的信道 112 图2 27BC 19电池组 10 电源系统 电池充电 V8电源系统包括BC 19电池组 图2 27 WC 19充电机 BL 1400锂电池 CL 1400 充电器 BC 19电池组用于UH 460电台 BL 1400锂电池用于V8主机 BC 19电池组使用WC 19充电机充电 充电时间约6 8小时 113 图2 28BL 1400锂电池与CL 1400充电器 BL 1400锂电池 图2 28 使用CL 1400充电器充电 充电时间约4小时 CL 1400充电器设计有充电指示灯 充电过程中指示灯为红色 充电完成后指示灯变为绿色 此时再充一小时绿色灯灭即可 114 图2 29电池仓盖板 锂电池安装与拆卸方法 电池盖板安装与拆卸 将电池盖板的金属扣由水平方向旋至竖直方向 电池盖板就会自行弹起 取下便可 相反 安装时将电池盖板下压后 将金属扣由竖直方向旋至水平方向即可 图2 29 115 图2 30电池安装 电池的安装与拆卸 将电池有正负极一端先放入安装槽中 图2 30 将另一端向斜下方45度下压便可 反之 将电池无正负极的一端轻轻抠起即可 116 11 内置GSM模块 安装SIM卡 设置GSM模块 GPS网络设置软件使用步骤 117 图2 31V8SIM卡插槽 图2 32SIM卡座 118 图2 33GPS网络设置软件用户界面 119 图2 34仪器选择 图2 35打开串口错误 120 ActiveSync运行时在屏幕右下角托盘区显示标 见图2 36 图2 36托盘区显示标 121 图2 37ActiveSync连接设置 在图标上双击鼠标左键 打开ActiveSync主界面 鼠标左键点击文件菜单下的连接设置子菜单 出现连接设置对话框 见图2 37 122 图2 38ActiveSync释放串口后的图标 关闭ActiveSync主界面 屏幕右下角托盘区显示图标如图2 38 确认V8主机已设置为GSM模式 在主机登录网络 状态灯闪烁 时 按 进入设置模式 键 信息窗口显示 进入设置模式 123 图2 39GSM数据链参数设置对话框 124 12 静态测量数据下载 V8U盘式数据下载 V8可进行U盘式数据下载 下载时使用GC 3Y型线缆 一头连接电脑USB 一头连接主机底部大八芯串口 图2 40 连接后电脑出现一个新的盘符 如同U盘 可对相应文件直接进COPY 125 图2 40V8数据接口 图2 41V8静态文件管理 126 13 作业模式 使用UH 460电台作业 a 连接 b 设置电台信道 c 设置基准站 d 设置移动站 e 检查和测量 127 使用内置GSM数据链作业 a 安装SIM卡 b 设置基准站 c 中海达设置移动站d 检查和测量 128 四 草图法野外数据采集 1 作业人员安排 在数字测图作业过程中 应重视外业人员的组织与管理 绘制观测草图作业模式的要点 就是在全站仪采集数据的同时 绘制观测草图 记录所测地物的形状并注记测点顺序号 内业将观测数据通信至计算机 在测图软件的支持下 对照观测草图进行测点连线及图形编辑 129 2 草图法野外数据采集的步骤 在草图法进行野外数据采集之前 应做好充分的准备工作 主要包括两个方面 一是仪器工具的准备 二是图根点成果资料的准备 130 全站仪草图法测图时野外数据采集的步骤如下 1 在高等级控制点或图根点上安置全站仪 完成仪器的对中和整平 2 量取仪器高 3 全站仪开机 照明设置 气象改正 加常数改正 乘常数改正 棱镜常数设置 角度和距离测量模式设置等 4 进入全站仪的数据采集菜单 输入数据文件名 如 20090605 5 进入测站点数据输入子菜单 输入测站点的坐标和高程 或从已有数据文件中调用 输入仪器高 131 6 进入后视点数据输入子菜单 输入后视点坐标 高程或方位角 或从已有数据文件中调用 并在作为后视点的已知图根点上立棱镜进行定向 7 进入前视点坐标 高程测量子菜单 将已知图根点当作碎部点进行检核 确认各项设置正确后 方可开始测量碎部点 8 领尺员指挥跑尺员跑棱镜 观测员操作全站仪 并输入第一个立镜点的点号 如0001 按键进行测量 以采集碎部点的坐标和高程 第一点数据测量保存后 全站仪屏幕自动显示下一立镜点的点号 点号顺序增加 如0002 132 9 依次测量其他碎部点 10 领尺员绘制草图 直到本测站全部碎部点测量完毕 11 全站仪搬到下一站 再重复上述过程 3 测量碎部点时跑棱镜的方法 1 跑棱镜的一般原则 在地形测量中 地形点就是立尺点 因此跑尺是一项重要的工作 立尺点和跑尺线路的选择对地形图的质量和测图效率都是有直接的影响 测图开始前 绘图员和跑尺员应先在测站上研究需要立尺的位置和跑尺的方案 在地性线明显的地区 可沿地性线在坡度变换点上依次立尺 也可沿等高线跑尺 一般常采用 环行线路法 和 迂回线路法 133 2 地物点的测绘 地物点应选在地物轮廓线的方向变化处 如果地物形状不规则 一般地物凹凸长度在图上大于0 4mm均应表示出来 如1 500地形图测绘时 在实地地物凹凸长度大于0 2m的要进行实测 3 地貌测绘 地面上的山脊线 山谷线 坡度变化线和山脚线都称为地性线 在地性线上有坡度变换点 它们是表示地貌的主要特征点 如果测出这些点 再测出更多的地形点 便能正确而详细地表示实地的情况 一般地形点间最大距离不应超过图上3cm 如1 500比例尺地形图为15m 134 地形点的最大间距 不应大于表2 22的规定 135 4 工矿区现状图测绘 在工矿区测绘地形图时 建 构 筑物细部坐标点测量的位置如表2 23 136 5 城镇建筑区地形图的测绘 1 在房屋和街巷的测量时 对于1 500 和1 1000比例尺地形图 应分别实测 对于1 2000比例尺地形图 小于1mm宽的小巷 可适当合并 对于1 5000比例尺地形图 小巷和院落连片的 可合并测绘 2 街区凸凹部分的取舍 可根据用图的需要和实际情况确定 137 3 各街区单元的出入口及建筑物的重点部位 应测注高程点 主要道路中心在图上每隔5cm处和交叉 转折 起伏变换处 应测注高程点 各种管线的检修井 电力线路 通信线路的杆 塔 架空管线的固定支架 应测出位置并适当测注高程点 4 对于地下建 构 筑物 可只测量其出入口和地面通风口的位置和高程 138 4 综合取舍的一般原则 地物 地貌的各项要素的表示方法和取舍原则 除应按现行国家标准地形图图式执行外 还应符合如下有关规定 非强制规定 供参考 1 测量控制点测绘测量控制点是测绘地形图和工程测量施工放样的主要依据 在图上应精确表示 139 2 居民地和垣栅的测绘 a 居民地的各类建筑物 构筑物及主要附属设施应准确测绘实地外围轮廓和如实反映建筑结构特征 b 房屋的轮廓应以墙基外角为准 并按建筑材料和性质分类 注记层数 1 500 临时性房屋可舍去 c 建筑物和围墙轮廓凸凹在图上小于0 4mm 简单房屋小于0 6mm时 可用直线连接 140 d 1 500比例尺测图 房屋内部天井宜区分表示 e 测绘垣栅应类别清楚 取舍得当 城墙按城基轮廓依比例尺表示 围墙 栅栏 栏杆等可根据其永久性 规整性 重要性等综合考虑取舍 f 台阶和室外楼梯长度大于图上3mm 宽度大于图上1mm的应在图中表示 g 永久性门墩 支柱大于图上1mm的依比例实测 小于图上1mm的测量其中心位置 用符号表示 重要的墩柱无法测量中心位置时 要量取并记录偏心距和偏离方向 141 h 建筑物上突出的悬空部分应测量最外范围的投影位置 主要的支柱也要实测 3 交通及附属设施测绘 a 交通及附属设施的测绘 图上应准确反映陆地道路的类别和等级 附属设施的结构和关系 正确处理道路的相交关系及与其他要素的关系 正确表示水运和海运的航行标志 河流和通航情况及各级道路的通过关系 142 b 公路与其他双线道路在图上均应按实宽依比例尺表示 公路应在图上每隔15 20mm注出公路技术等级代码 国道应注出国道路线编号 公路 街道按其铺面材料分为水泥 沥青 砾石 条石或石板 硬砖 碎石和土路等 应分别以砼 沥 砾 石 砖 碴 土等注记于图中路面上 铺面材料改变处应用点线分开 c 路堤 路堑应按实地宽度绘出边界 并应在其坡顶 坡脚适当测注高程 143 d 道路通过居民地不宜中断 应按真实位置绘出 高速公路应绘出两侧围建的栅栏 或墙 和出入口 注明公路名称 中央分隔带视用图需要表示 市区街道应将车行道 过街天桥 过街地道的出入口 分隔带 环岛 街心花园 人行道与绿化带绘出 e 桥梁应实测桥头 桥身和桥墩位置 加注建筑结构 f 大车路 乡村路 内部道路按比例实测 宽度小于图上1毫米时只测路中线 以小路符号表示 144 4 管线测绘 a 永久性的电力线 电信线均应准确表示 电杆 铁塔位置应实测 当多种线路在同一杆架上时 只表示主要的 城市建筑区内电力线 电信线可不连线 但应在杆架处绘出线路方向 各种线路应做到线类分明 走向连贯 b 架空的 地面上的 有管堤的管道均应实测 分别用相应符号表示 并注明传输物质的名称 当架空管道直线部分的支架密集时 可适当取舍 地下管线检修井宜测绘表示 145 c 污水篦子 消防栓 阀门 水龙头 电线箱 电话亭 路灯 检修井均应实测中心位置 以符号表示 必要时标注用途 5 水系测绘 a 江 河 湖 水库 池塘 泉 井等及其他水利设施 均应准确测绘表示 有名称的加注名称 根据需要可测注水深 也可用等深线或水下等高线表示 146 b 河流 溪流 湖泊 水库等水涯线 按测图时的水位测定 当水涯线与陡坎线在图上投影距离小于1mm时 以陡坎线符号表示 河流在图上宽度小于0 5mm 沟渠在图上宽度小于1mm 1 2000在形图上小于0 5mm 的用单线表示 c 水位高及施测日期视需要测注 水渠应测注渠顶边和渠底高程 时令河应测注河床高程 堤 坝应测注顶部及坡脚高程 池塘应测注塘顶边及塘底高程 泉 井应测注泉的出水口与井台高程 并根据需要注记井台至水面的深度 147 6 地貌和土质的测绘 a 地貌和土质的测绘 图上应正确表示其形态 类别和分布特征 b 自然形态的地貌宜用等高线表示 崩塌残蚀地貌 坡 坎和其他特殊地貌应用相应符号或用等高线配合符号表示 c 各种天然形成和人工修筑的坡 坎 其坡度在70 以上时表示为陡坎 70 以下时表示为斜坡 斜坡在图上投影宽度小于2mm 以陡坎符号表示 当坡 坎比高小于1 2基本等高距或在图上长度小于5mm时 可不表示 坡 坎密集时 可以适当取舍 148 d 梯田坎坡顶及坡脚宽度在图上大于2mm时 应实测坡脚 当1 2000比例尺测图梯田坎过密 两坎间距在图上小于5mm时 可适当取舍 梯田坎比较缓且范围较大时 可用等高线表示 e 坡度在70 以下的石山和天然斜坡 可用等高线或用等高线配合符号表示 独立石 土堆 坑穴 陡坡 斜坡 梯田坎 露岩地等应在上下方分别测注高程或测注上 或下 方高程及量注比高 f 各种土质按图式规定的相应符号表示 大面积沙地应用等高线加注记表示 149 7 植被的测绘 a 地形图上应正确反映出植被的类别特征和范围分布 对耕地 园地应实测范围 配置相应的符号表示 大面积分布的植被在能表达清楚的情况下 可采用注记说明 同一地段生长有多种植物时 可按经济价值和数量适当取舍 符号配制不得超过3种 连同土质符号 b 旱地包括种植小麦 杂粮 棉花 烟草 大豆 花生和油菜等的田地 经济作物 油料作物应加注品种名称 有节水灌溉设备的旱地应加注 喷灌 滴灌 等 一年分几季种植不同作物的耕地 应以夏季主要作物为准配置符号表示 150 c 稻田应测出田间的代表性高程 当田埂宽度在图上大于1mm的应用双线表示 小于1mm的用单线表示 田块内应测注有代表性的高程 d 地类界与线状地物重合时 只绘线状地物符号 e 梯田坎的坡面投影宽度在地形图上大于2mm时 应实测坡脚 小于2mm时 可量注比高 当两坎间距在1 500比例尺地形图上小于10mm 在其他比例尺地形图上小于5mm时或坎高小于基本等高距的1 2时 可适当取舍 151 8 注记 a 要求对各种名称 说明注记和数字注记准确注出 图上所有居民地 道路 街巷 山岭 沟谷 河流等自然地理名称 以及主要单位等名称 均应调查核实 有法定名称的应以法定名称为准 并应正确注记 b 地形图上高程注记点应分布均匀 丘陵地区高程注记点间距为图上2 3cm c 山顶 鞍部 山脊 山脚 谷底 谷口 沟底 沟口 凹地 台地 河川湖池岸旁 水涯线上以及其他地面倾斜变换处 均应测高程注记点 d 基本等高距为0 5m时 高程注记点应注至厘米 基本等高距大于0 5m时可注至分米 152 9 地形要素的配合 a 当两个地物中心重合或接近 难以同时准确表示时 可将较重要的地物准确表示 次要地物移位0 3mm或缩小1 3表示 b 独立性地物与房屋 道路 水系等其他地物重合时 可中断其他地物符号 间隔0 3mm 将独立性地物完整绘出 c 房屋或围墙等高出地面的建筑物 直接建筑在陡坎或斜坡上且建筑物边线与陡坎上沿线重合的 可用建筑物边线代替坡坎上沿线 当坎坡上沿线距建筑物边线很近时 可移位间隔0 3mm表示 d 悬空建筑在水上的房屋与水涯线重合 可间断水涯线 房屋照常绘出 153 e 水涯线与陡坎重合 可用陡坎边线代替水涯线 水涯线与斜坡脚线重合 仍应在坡脚将水涯线绘出 f 双线道路与房屋 围墙等高出地面的建筑物边线重合时 可以建筑物边线代替路边线 道路边线与建筑物的接头处应间隔0 3mm g 地类界与地面上有实物的线状符号重合 可省略不绘 与地面无实物的线状符号 如架空管线 等高线等 重合时 可将地类界移位0 3mm绘出 h 等高线遇到房屋及其他建筑物 双线道路 路堤 路堑 坑穴 陡坎 斜坡 湖泊 双线河以及注记等均应中断 154 图2 42存储管理菜单 5 数据存储 1 数据存储管理的主菜单 如下图所示 按MENU键 按F3键 全站仪进入 存储管理 子菜单 图2 42 155 2 文件状态 在 文件状态 菜单下 表2 24 可以显示测量数据文件和坐标数据文件的总数 如果按F4键翻页 则可以显示全部文件中的测量数据和坐标数据的总数 测量数据指数据采集模式下的测量数据 坐标数据指放样模式下的放样点 控制点等的坐标数据 156 157 3 查找 在 查找 菜单下 表2 25 可以查找数据采集模式或放样模式下记录文件中的数据 每种类型文件都有如下三种查找方式供选用 查找第一个数据 查找最后一个数据 按点号查找数据 查找测量数据如下图 在查找模式下 点名 标识符 编码 仪器高和觇标高的数据可以被编辑修改后再存储 但观测值不能修改 158 159 查找编码数据如表2 27 160 4 文件维护 在 文件维护 菜单下 可以更改文件名 查找文件中的数据和删除文件 图2 43 图2 43文件维护菜单 161 5 输入坐标 在 输入坐标 菜单下 表2 28 可以将某文件中的控制点或放样点的坐标数据由全站仪键盘输入并存入坐标数据文件中 162 6 删除坐标 在 删除坐标 菜单下 可以将删除某数据文件中的坐标数据 表2 29 7 输入编码 163 五 草图绘制 目前大多数数字测图系统在野外进行数据采集时 都要求绘制较详细的草图 如果测区有相近比例尺的地图 则可利用旧图或影像图并适当放大复制 裁成合适的大小 如A4幅面 作为工作草图 1 绘图前的准备2 绘图方法 164 图2 44草图局部 165 技能训练3草图法野外数据采集 1 技能目标 1 掌握极坐标法测量碎部点的操作步骤 2 掌握草图法野外坐标数据采集的方法和步骤 3 掌握草图的绘制方法 2 仪器设备 学生每3 4人一组 每组1台全站仪 2个单棱镜 学生自备绘制草图所用的工具 166 3 内容及步骤 1 安置仪器 2 文件准备 3 数据采集 4 草图绘制 4 基本要求 1 每组学生轮流操作全站仪 2 每位学生独立绘制所测范围的草