超站仪技术在复杂地形测量中的应用研究

【摘要】本论文首先对超站仪的介绍和超站仪技术的优点进行了说明，然后分析了超站仪的优势，最后论文详细阐述了超站仪技术在复杂地形测量中的应用。

【关键词】超站仪技术，复杂地形，测量

中图分类号：P2 文献标识码： A

一、前言

随着测绘水平的不断提高，对超站仪技术在复杂地形测量中应用的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的方法，不断完善超站仪技术就成为当前一项十分紧迫的问题。

二、超站仪的介绍

全站仪在大地测量及工程测量中发挥着重要作用，但也有一定的局限性。比如，必须在有控制点的情况下才能进行施工放样及测图等，另外作业影响范围很有限。GPS的优点是大家共知的，但由于其必须保持对卫星通视条件下才能作业，因此在楼厦林立的城区和植被茂密的山区，其作业将受到干扰或者不能作业。

电子全站仪在大地测量及工程测量中发挥着重要作用，但也有一定的局限性。比如，必须在有控制点的情况下才能进行施工放样及测图等，另外作业影响范围很有限。GPS的优点是大家共知的，但由于其必须保持对卫星通视条件下才能作业，因此在楼厦林立的城区，其作业将受到干扰或者不能作业。

全站仪是一种集测角、测距、计算记录于一体的新型测量仪器。它最大的缺点是仪器和测站要通视及能见度。测量时需要控制点。

超站仪技术的缺点是收卫星信号限制，基站和移动站数据链通信干扰和距离限制。测量时经常使用连续运行参考站（CORS）时可以不需要控制点。即使使用单基站模式时，控制点和测区保持一定的距离。

超站仪就是集成了全站仪和超站仪所有功能的仪器，超站仪又可以分别单独使用。但超站仪又不是两者简单的叠加在一起。它打破了制约超站仪联合作业的瓶颈。将测量应用推向了一个“联合作业”的全新境界。它最大的特点就是数据共享，由超站仪统一操作数据管理。

三、超站仪技术的优点

随着测绘科学技术的发展，传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。超站仪联合进行数字化测绘地形图就是一种行之有效的新方法。随着GPS系统的不断改进，超站仪已经达到了比较满意的精度要求，可以满足常规测量的要求，尤其对于开阔的地段，直接采用超站仪进行全数字野外数据采集。对于树木较多或房屋密集的地段，采用超站仪测定图根点，通过全站仪采集碎部点。超站仪测绘地形图，可ด以优劣互补。如果仅用全站仪进行数字化测图，就必须建立图根控制网，这样须投入大量的时间、人力、财力；如仅用超站仪测图，可以省去建立图根控制这个中间环节，节省大量的时间、人力和财力，同时可以全天侯地观测，但由于卫星的截止高度角必须大于13°-15°，它在遇到高大建筑物或在树下时，就很难接收到卫星和无线电信号，也就无法进行测量。如果用超站仪进行数字测图，上述弊端就可以克服。即在进行地形测量时，空旷地区的地形、地物用超站仪测图；树木或房屋密集地区的建筑物、构筑物用超站仪实时给出图根点的三维坐标，然后用全站仪测图。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率。

四、超站仪的优势

使用超站仪可以充分发挥以上所述的各项功能，可真正实现测量工作的自动化、智能化、高效益和现代化，不愧于世界上最先进的地面测量仪器，而且还有以下的有利因素或优势：

1、可节省80%的测★量时间

若采用传统的测量方法，通常先用GPS做控制测量，然后用全站仪放样或测图。在测量过程中，完整的超站仪流动站和全站仪每次测量只能用其中一种，另一种闲置，实际延误了测量时间。若采用超站仪测量，实质上是两种仪器同时应用，可节省80%的作业时间，大大地提高了工作效益。

2、它改变了测量的外业工作

控制测量历来❥是各项测绘工作的依据和基础。在某种意义上，“测量控制网”好比测绘领域里的“必然王国”，它束缚着所有的测绘工作，即使近几年发展起来的GPS-RTK技术也不例外。过去，传统测量的惯例是“先定向、后测量” 而超站仪有“无控制点”作业原理作保障，就可以先测量再定向或者边测量边定向。

3、价格便宜

早期的测量者要实现超站仪的各项功能，需要购买一套完整的超站仪流动站和全站仪。若购买徕卡公司的仪器所需费用大概为6-7万美元，但现在若买一台同厂家同等精度的超站仪仅仅需要一半的价钱，而且工作效力大大提高。

五、超站仪技术在复杂地形测量中的应用

由于超站仪集成了全站仪及GPS的功能，可实现无控制点情况下的外业测量，这种作业模式可以大大改善传统的作业方法，应用领域非常广泛，比如对于偏远山区、农村地区的矿山测量、线路测量、工程放样、地形测图等劳动强度较大的测量工作，还有建筑场所、快速发展中的城市地区，能够大大提高工作效率，节省人力物力资源。

1、超站仪在控制测量中的应用

同时，我们采用常规手段对超站仪控制点进行了四等水准测量。平差后，每公里高差中误差为±4.2mm，最弱点高程中误差为±6.5mm。在进行超站仪平面控制测量的同时，我们也利用超站仪技术进行了高程测量。两次超站仪高程测量的成果高程较差最大为-4.7cm，最小为0cm.观测值中误差为±1.4cm，平均值中误差为±1.0cm。

2、超站仪在数字测图中的应用

利用超站仪快速定位和实时得到坐标结果的特点，可以进行地形的碎部测量来代替常规的数字测图。以1台GPS基准站，另一台或几台移动的GPS接收机分别开始进行碎部点测量。地形点的测量可以在数据采集的功能下进行，也可以根据现场地形的实际情况进行测量设定，在测量管道中心线或道路边线时可以设定按距离进行采集，距离可以人为设定；在匀速运动测量的过程中，可以设定按时间采集，时间间隔也可人为设定。采集完将数据格式转换为“点号，东坐标，北坐标，高程”形式，保存到硬盘，使用软件经过成图处理，生成数字化地形图。

地形点的采集可以单人作业，在建筑区内较为开阔的区域进行数据采集，发现超站仪的采点速度相当快，由于初始化速度快（小于30s），并且在线运动过程中不失锁，每个碎部点采集时间不超过2s（含点位代码输人），因此，采点速度几乎等于走路的速度，可以充分发挥超站仪快速高精度定位的优势。

也可以在作业中采用超站仪测量模式的优势，准确快速地建立图根控制点，在ภ图根控制点上由全站仪配合电子手簿进行碎部点的数据采集。该法不像常规图根导线测量那么烦琐，受地形的限制，也不用仪器设站，从而减少了因多次设站带来的测量累计误差，提高了全站仪碎部点采点的点位绝对精度，使地形测量方便快捷，大大提高了地形测量的工作效率。在地形图、地籍图等的测量应用中，均取得了很好的效果。

五、结束语

从实际工作出发对当前超站仪技术在复杂地ฉ形测量中的应用等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，超站仪技术应用工作的主要任务是运用科学的方法，促进复杂地形测量工作的顺利开展。