RTK與全站儀在礦山測量中的互補應用

張 朋 魯連喜 趙書遠

（鐵法煤業〈集團〉有限責任公司 曉南礦，遼寧 鐵嶺 112700）

0 概述

隨著地質勘探與礦山開采的日益規范，礦山測量的作用顯得越來越重要了。全球定位系統 （GPS）技術的快速發展，RTK （Real Time Kinematic）測量技術也日益成熟，RTK測量技術逐步在測繪中得到應用。RTK測量技術以其精度高、實時性和高效性，在礦山測量中的應用越來越廣。

1 RTK的應用

1.1 RTK 技術概述

實時動態（RTK）測量系統，是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合，是GPS測量技術中的一個新突破。RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術，其基本思想是：在基準站上設置1臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，,實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況，實時地判定解算結果是否成功，從而減少冗余觀測量，縮短觀測時間。

RTK測量系統一般由GPS接收設備、數據傳輸設備、軟件系統組成。據傳輸系統由基準站的發射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現實時動態測量的關鍵設備。

軟件系統具有能夠實時解算出流動站的三維坐標的功能。

RTK測量技術除具有GPS測量的優點外，同時具有觀測時間短，能實現坐標實時解算的優點，因此可以提高生產效率。實時動態定位如采用快速靜態測量模式，在15km范圍內，其定位精度可達1～2cm，可用于城市的控制測量。RTK測量系統的開發成功，為GPS測量工作的可靠性和高效率提供了保障，這對GPS測量技術的發展和普及，具有重要的現實意義。

1.2 RTK 技術的應用

1.2.1 控制測量

為滿足地質勘探與礦山開采的需要，礦山控制網具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點，,如何快速精確地提供控制點，直接影響工作的效率。常規控制測量如導線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻。GPS靜態測量，點間不需通視且精度高，但數據采集時間長，還需事后進行數據處理，不能實時知道定位結果，如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用RTK技術將無論是在作業精度，還是作業效率上都具有明顯的優勢。

1.2.2 像控點測量

像控點測量是航空攝影測量外業主要工作之一，傳統的方法要布設大量的導線來測量部分平高點，內業再空三加密。采用RTK技術測量，只需在測區內或測區附近的高等級控制點架設基準站（若測區內或測區附近無高等級控制點，可先加密），流動站直接測量各像控點的平面坐標和高程，,對不易設站的像控點，可采用手簿提供的交會法等間接的方法測量。像控點的精度要求對于RTK量來說是不難達到的。與傳統作業相比較，它不需要逐級布設控制點；與靜態GPS測量相比，縮短了作業時間，因而大大提高了作業效率，功效至少提高3～5倍。

1.2.3 線路中線定線

RTK測量技術用于市政道路中線或電力線中線放樣，放樣工作一人也可完成。將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸入RTK的外業控制器，即可放樣。放樣方法靈活，,即能按樁號也可按坐標放樣，并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動，,直到誤差小于設定的為止。

1.2.4 建筑物規劃放線

建筑物規劃放線，線點既要滿足城市規劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關系，放樣精度要求較高。使用RTK進行建筑物放樣時需要注意檢查建筑物本身的幾何關系，對于短邊，其相對關系較難滿足。在放樣的同時，需要注意的是測量點位的收斂精度，,如果點位收斂精度不高的情況下，,強制測量則有可能帶來較大的點位誤差。在點位精度收斂高的情況下，用RTK進行規劃放線一般能滿足要求。

1.2.5 用地測量

在建設用地勘測定界測量中，RTK技術可實時地測定界址點坐標，確定土地使用界限范圍，計算用地面積，在土地分類及權屬調查時，應用RTK技術可實時測量權屬界限、土地分類修測，提高了測量速度和精度。

1.2.6 其他方面測量

RTK技術還可用于地形測量、水域測量、管線測量、房產測量等方面。用RTK測圖，可不用布設圖根控制，僅依據少量的基準點，即可直接測定地形地物點坐標，,如果用專業測圖軟件，通過電子手簿記錄即可實現數字化測圖。在水下地形測量，RTK能自動導航和按距離或時間間隔自動采點，只要將天線高量至水面，,加水深改正后，即可高精度的實時測定水下地形點的三維坐標，由專業軟件成圖。

1.2.7 小結

RTK在控制測量以及施工放樣中有著廣泛的運用，,與傳統測量儀器相比，具有省時、省工且精度高等特點，在進行測量時，主要應注意基準站的選擇要在比較中心、空間開闊的至高點上，且周圍無磁場的影響，這樣流動站接收的信號好。但其在礦山測量中的應用還是有一定的限制。例如，,破碎地帶、難以逾越地帶、無衛星信號地帶，RTK就無法采集到測量數據。

1.3 全站儀的應用

全站儀是一種常規的測量儀器，上世紀90年代被廣泛地使用。隨著RTK的普遍使用，全站儀的作用亦變得越來越小了。但是，,在礦山測量中，象破碎地帶、難以逾越地帶、無衛星信號地帶，RTK無法采集到測量數據的地方，全站儀就能很好地投入使用，以彌補RTK工作中帶來的不便。

2 總結

RTK與全站儀在礦山測量中的互補應用，,不僅有效地解決了各自工作中的不足，而且大大地提高了工作效率，降低了測量工作者的勞動強度，,更好地為礦山生產服務。

[1]喬仰文.GPS衛星定位原理及其在測繪中的應用[M].教育科學出版社,2003.

[2]李戰宏.礦山測量技術[M].煤炭工業出版社,2005.