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【摘要】本文结合考古测量的实例，介绍了GPS-RTK结合全站仪测量仪器在数字化测图的一些方法，提出了有关注意事项，论述了现代GPS定位系统及全站仪配合测图的高质量、高效益的特点。
【关键词】考古测量；GPS-RTK；全站仪
【 abstract 】 this paper based on the archaeological measurement of the example, the paper introduces the GPS-RTK combination by using measuring instruments in digital mapping of some of the methods, the author puts forward the attention, discusses the modem GPS positioning system and with the mapping of the tachometer high quality, high benefit of characteristics.
【 keywords 】 the archaeological survey; GPS-RTK; tachometer
中图分类号: TU18文獻标识码：A 文章编号：
李俊锋（1974-）,男，汉族，陕西蓝田人，高级工程师，主要从事测量教学和管理工作。
1．引言
考古测量是田野考古资料收集的重要组成部分，它不考虑地球曲率因素的影响，研究的是地球的局部表面形状、大小和相对独立的地理环境。通过对当前存在的地貌和地物进行实地测绘和勘探，对遗迹和遗物的调查、发掘和收集，尽可能的恢复古代人类的生存空间，研究他们曾生活过的地理环境，探索人类文化的起源。
同专业测绘分工相同，传统的考古测量也有内、外业之别。测量外业工作主要是利用大小平板，对即将要考古的现场进行测量；内业工作是将外业测量的观测成果，绘制成地形图。现在，随着计算机技术在现代测绘领域的广泛使用，加之现代测量仪器的出现，考古测量的方法以及生产手段已发生革命性的变化，得到考古界部分有识之士的重视并被尝试应用。
2．GPS-RTK结合全站仪在考古测量中的应用
和专业测绘相比，考古测量的研究目的在于通过对远古人类遗留物的研究，探寻他们的生存环境和存在状况，或对没有历史记载的史前文化进行研究。
2.1GPS-RTK结合全站仪测量原理
GPS-RTK是以载波相位观测为根据的实时差分GPS测量技术，它已经成为当今最主流的测量方式，具有快速、高精度、实时、站点间不要求通视、每个点的误差均为不累积、全天候的获取空间数据和地理特征的优点，但它的应用受到卫星截止角必须大于15°、基站信号与卫星信号都不能被遮挡或干扰电、多路径效应等约束条件的限制，遇到树下、高大建筑物或大功率发射源时，难以接收卫星信号，因此单纯利用GPS-RTK测图并不能满足实际测图的要求。
全站仪测图就是利用全站仪在外业采集数据，在内业配合专用的测图软件进行地形图测绘的作业方式。是我国目前测绘单位使用频率最多的测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高，但由于受到必须建立图根控制网，而且测量距离条件的限制，投入的时间、物力、人力较大，作业效率并不高。
GPS-RTK结合全站仪是指在测量过程中，将两种仪器配合使用、优化组合、取长补短，协同作业。对于空旷的区域的地形利用RTK测量，对于城市内的建筑物、村庄利用RTK实时测出图根点的三维坐标，然后利用全站仪进行碎部测量，这样就发挥了各自仪器的优点，提高采集数据的速度和质量，既保证了成果的精度质量，又提高了工作效率。
2.2GPS-RTK结合全站仪测量的作业流程
资料收集技术设计 测区勘察
控制测量
全站仪碎部测量 RTK碎部测量
数据处理与解算
RTK、全站仪互检逐步检查数据采集
成果整理最终检查验收
成果资料提交
3．GPS-RTK结合全站仪测量的实例
上述的测量方法，我们曾应用于对陕西省咸阳市汉惠帝安陵及汉高祖长陵、唐高祖李渊陵及陪葬墓区域、隋文帝泰陵、乾陵陪葬墓区域、榆林市横山县波罗堡古城、云南省腾冲县南诏古城遗址、浙江省杭州市良渚古城遗址等测量。
下面以三原县唐高祖献陵为例，分析数字地图为我们提供研究信息的情况。
献陵封土位于三原县徐木乡永合村地域内，陵园和陪葬墓位于三原、富平两县交界处，地域开阔，地势平坦，陵园建成后因受自然灾害的破坏和人为因素的影响，城垣建筑现地表已不可见，仅余封土矗立于地表。陵园平面呈长方形，方向为北偏西1°，南北长451.2米，东西宽447.8米。献陵主陵封土位于陵园东南部，为夯土结构，现存范围呈覆斗形，底部东西长约140米，南北长约110米，顶部东西长约30米，南北长约 12米，高约20米。若使用传统的平板仪测图，实属难事，而且测量精度很难保证。我们利用GPS-RTK结合全站仪测量，实测出墓葬的周长、剖线上各个探孔的平面坐标及高程，为后期数字化地形图的绘制奠定了良好的基础。
4数字地图成果分析
考古测量是用测量学方法,对已发掘地区墓葬 遗址和考古勘探范围等为主要测量对象，给研究者提供准确详实的测量数据，用地形图来表示发掘地点的位置和周边地理环境, 沟豁走向、水系变化以及遗迹的分布和结构情况,为考古研究工作提供材料的一种田野考古技术，因此测量精度尤为重要。
在作业时，我们采用以下3种方法进行了精度实验和检测：
第一，使用莱卡全站仪TS09全站仪和钢尺量距检测相邻两地形点的高差和距离，检测了46个点；
第二，在献陵周边已知控制点上架设RTK流动站采集数据，求出控制点的三维坐标，并同已知数据相比较，共检测已知控制点5个；
第三，在献陵陵园周边，分不同时段，对53个不同的特征点采集收据，分别比较其差值；
经过统计分析，三种不同的实验共检测点位104个，平面点位精度区间为±6cm，高程精度区间为±15cm，完全符合考古测量的精度指标要求。
5结束语
同传统的考古测量手段相比，用GPS-RTK配合全站仪来测绘数字化地形图，更具优越性，不但测量仪器自动化程度高，方便、高效，而且测量过程中能有效的避免人为误差，减少测量误差的累计，符合考古测量精度指标的要求，因此可以普遍的应用于考古测量中，我们也有理由相信：在以追溯古代文明真相为己任的考古探索中，GPS-RTK、全站仪这些现代的测量仪器将发挥更大的经济效益。
参考文献：
[1]王树林：《考古测量》，北京大学出版社 ，1993年版
[2]陈毓芬、刘宏林：《几种地图新概念的比较分析》、《北京测绘》2000 年第1 期
[3]高立兵：《GPR 技术在考古勘探中的应用》，《科技考古论丛》2001年第 2 期 ，中国科技大学出版社
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】考古测量；GPS-RTK；全站仪
【 abstract 】 this paper based on the archaeological measurement of the example, the paper introduces the GPS-RTK combination by using measuring instruments in digital mapping of some of the methods, the author puts forward the attention, discusses the modem GPS positioning system and with the mapping of the tachometer high quality, high benefit of characteristics.
【 keywords 】 the archaeological survey; GPS-RTK; tachometer
中图分类号: TU18文獻标识码：A 文章编号：
李俊锋（1974-）,男，汉族，陕西蓝田人，高级工程师，主要从事测量教学和管理工作。
1．引言
考古测量是田野考古资料收集的重要组成部分，它不考虑地球曲率因素的影响，研究的是地球的局部表面形状、大小和相对独立的地理环境。通过对当前存在的地貌和地物进行实地测绘和勘探，对遗迹和遗物的调查、发掘和收集，尽可能的恢复古代人类的生存空间，研究他们曾生活过的地理环境，探索人类文化的起源。
同专业测绘分工相同，传统的考古测量也有内、外业之别。测量外业工作主要是利用大小平板，对即将要考古的现场进行测量；内业工作是将外业测量的观测成果，绘制成地形图。现在，随着计算机技术在现代测绘领域的广泛使用，加之现代测量仪器的出现，考古测量的方法以及生产手段已发生革命性的变化，得到考古界部分有识之士的重视并被尝试应用。
2．GPS-RTK结合全站仪在考古测量中的应用
和专业测绘相比，考古测量的研究目的在于通过对远古人类遗留物的研究，探寻他们的生存环境和存在状况，或对没有历史记载的史前文化进行研究。
2.1GPS-RTK结合全站仪测量原理
GPS-RTK是以载波相位观测为根据的实时差分GPS测量技术，它已经成为当今最主流的测量方式，具有快速、高精度、实时、站点间不要求通视、每个点的误差均为不累积、全天候的获取空间数据和地理特征的优点，但它的应用受到卫星截止角必须大于15°、基站信号与卫星信号都不能被遮挡或干扰电、多路径效应等约束条件的限制，遇到树下、高大建筑物或大功率发射源时，难以接收卫星信号，因此单纯利用GPS-RTK测图并不能满足实际测图的要求。
全站仪测图就是利用全站仪在外业采集数据，在内业配合专用的测图软件进行地形图测绘的作业方式。是我国目前测绘单位使用频率最多的测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高，但由于受到必须建立图根控制网，而且测量距离条件的限制，投入的时间、物力、人力较大，作业效率并不高。
GPS-RTK结合全站仪是指在测量过程中，将两种仪器配合使用、优化组合、取长补短，协同作业。对于空旷的区域的地形利用RTK测量，对于城市内的建筑物、村庄利用RTK实时测出图根点的三维坐标，然后利用全站仪进行碎部测量，这样就发挥了各自仪器的优点，提高采集数据的速度和质量，既保证了成果的精度质量，又提高了工作效率。
2.2GPS-RTK结合全站仪测量的作业流程
资料收集技术设计 测区勘察
控制测量
全站仪碎部测量 RTK碎部测量
数据处理与解算
RTK、全站仪互检逐步检查数据采集
成果整理最终检查验收
成果资料提交
3．GPS-RTK结合全站仪测量的实例
上述的测量方法，我们曾应用于对陕西省咸阳市汉惠帝安陵及汉高祖长陵、唐高祖李渊陵及陪葬墓区域、隋文帝泰陵、乾陵陪葬墓区域、榆林市横山县波罗堡古城、云南省腾冲县南诏古城遗址、浙江省杭州市良渚古城遗址等测量。
下面以三原县唐高祖献陵为例，分析数字地图为我们提供研究信息的情况。
献陵封土位于三原县徐木乡永合村地域内，陵园和陪葬墓位于三原、富平两县交界处，地域开阔，地势平坦，陵园建成后因受自然灾害的破坏和人为因素的影响，城垣建筑现地表已不可见，仅余封土矗立于地表。陵园平面呈长方形，方向为北偏西1°，南北长451.2米，东西宽447.8米。献陵主陵封土位于陵园东南部，为夯土结构，现存范围呈覆斗形，底部东西长约140米，南北长约110米，顶部东西长约30米，南北长约 12米，高约20米。若使用传统的平板仪测图，实属难事，而且测量精度很难保证。我们利用GPS-RTK结合全站仪测量，实测出墓葬的周长、剖线上各个探孔的平面坐标及高程，为后期数字化地形图的绘制奠定了良好的基础。
4数字地图成果分析
考古测量是用测量学方法,对已发掘地区墓葬 遗址和考古勘探范围等为主要测量对象，给研究者提供准确详实的测量数据，用地形图来表示发掘地点的位置和周边地理环境, 沟豁走向、水系变化以及遗迹的分布和结构情况,为考古研究工作提供材料的一种田野考古技术，因此测量精度尤为重要。
在作业时，我们采用以下3种方法进行了精度实验和检测：
第一，使用莱卡全站仪TS09全站仪和钢尺量距检测相邻两地形点的高差和距离，检测了46个点；
第二，在献陵周边已知控制点上架设RTK流动站采集数据，求出控制点的三维坐标，并同已知数据相比较，共检测已知控制点5个；
第三，在献陵陵园周边，分不同时段，对53个不同的特征点采集收据，分别比较其差值；
经过统计分析，三种不同的实验共检测点位104个，平面点位精度区间为±6cm，高程精度区间为±15cm，完全符合考古测量的精度指标要求。
5结束语
同传统的考古测量手段相比，用GPS-RTK配合全站仪来测绘数字化地形图，更具优越性，不但测量仪器自动化程度高，方便、高效，而且测量过程中能有效的避免人为误差，减少测量误差的累计，符合考古测量精度指标的要求，因此可以普遍的应用于考古测量中，我们也有理由相信：在以追溯古代文明真相为己任的考古探索中，GPS-RTK、全站仪这些现代的测量仪器将发挥更大的经济效益。
参考文献：
[1]王树林：《考古测量》，北京大学出版社 ，1993年版
[2]陈毓芬、刘宏林：《几种地图新概念的比较分析》、《北京测绘》2000 年第1 期
[3]高立兵：《GPR 技术在考古勘探中的应用》，《科技考古论丛》2001年第 2 期 ，中国科技大学出版社
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。