全站儀聯合RTK在礦山測量中的應用

蘭進京，張健雄

（1.河南理工大學 測繪與國土信息工程學院，河南 焦作 454000；2.河南省地質礦產勘查開發局 第二地質礦產調查院，河南 鄭州 450001）

全站儀聯合RTK在礦山測量中的應用

蘭進京1,2，張健雄1

（1.河南理工大學 測繪與國土信息工程學院，河南 焦作 454000；2.河南省地質礦產勘查開發局 第二地質礦產調查院，河南 鄭州 450001）

通過比較現代數字化測量理論與傳統測量技術，闡述一些先進測繪技術的應用和發展。結合礦山環境治理中勘查設計、施工、竣工等測量工程實例，論述了全站儀聯合GPS-RTK在工程測量中應用的優越性和可持續性。

數字化測圖；GPS-RTK；超站儀；聯合；精度

最后在圖根點上安置儀器進行碎部測量，并繪制成大比例尺地形圖。其工作量大、速度慢、花費時間長[1]。隨著數字化測圖技術的不斷發展，數字化地形圖不僅能替代傳統的地形圖，還能方便地對圖形信息進行查詢、編輯、管理等操作，被廣泛用于測繪生產、農林業、水利、國土資源、環境保護、城鄉規劃、城市交通等部門。在野外數字化測圖中，可直接利用RTK采集測量數據，也可利用RTK聯合全站儀等其他測量儀器采集測量數據。無論哪種方法，與傳統測量方法相比，

都能大大提高工作效率和測圖精度[2,3]。

1 全站儀數字化測圖原理

傳統測圖的實質即圖解測圖，以手工方式描繪地物、地貌，精度低、周期長。地面數字測圖是指對利用全站儀、GPS接收機等儀器采集的數據和編碼，通過計算機圖形處理而自動繪制地形圖的方法[4]。數字化測圖技術與模擬測圖相比具有顯著優勢和發展前景，是測繪發展的高新前沿技術[5]。數字化測圖縮短了外業觀測時間，提高了工作效率，并且實現了測圖的數字化、自動化，賦予了地形圖新的生命力，同時也大大提高了測量精度，使大比例尺地形圖測圖與應用進入了新的發展時期[6]。

全站儀測圖是通過測取已知點和未知點之間的平距和方位角，求取未知點的坐標，需要布設控制點，而且要求兩控制點間通視[7]。全站儀測圖常用的測圖方法有草圖法和編碼法。草圖法是指在測量的同時對所測地形繪制草圖，一般每組需要3人或者3人以上。編碼法是指采用全站儀測圖時，用編碼代替點號，不用繪制測站草圖，通過配套軟件進行數據轉換，就可進行圖形編輯，成圖軟件可根據地物編碼自動注記點狀地物符號、顯示線狀地物連線、面狀地物閉合等，大大降低了編輯圖形的工作量[8]。

2 RTK測量技術

RTK又稱載波相位差分技術，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法[1]。RTK動態測量具有如下特點：

1）可在能夠接收衛星信號的任何地方，進行全天候作業，RTK動態測量具備實時性，流動站利用同一基準站信息可各自獨立開展工作，實時提供待測點三維坐標，現場及時對測量數據進行檢查，避免外業出現返工，RTK誤差不累積[9]；

2）具有使用人員少、作業效率高、點位精度分布均勻、測量精度高等優點，RTK技術進行地形圖測繪，不需要布設控制網點，而且點間無需通視[10]。

網絡RTK是RTK技術與通信技術結合形成的一種技術手段，與傳統的電臺RTK相比，其定位精度、作用半徑、工作效率等有明顯的優勢[11]。

3 工程實例

3.1 工程概況

某資源枯竭型城市礦山環境治理重點工程項目多塊治理區所處位置不同，有的位于構造剝蝕低山區，受采礦活動影響大，區內邊坡較發育，采坑遍布，廢棄礦渣隨意堆放，自然地形地貌破壞嚴重，采礦地帶基本無植被覆蓋；有的在平原地帶，由于地下開采引起地面大面積塌陷、地裂縫等，導致部分耕地保水保墑功能減弱，甚至有些地方無法種植。在此項礦山環境治理重點工程項目的勘查、設計階段以及施工、竣工等測量過程中，主要考慮的問題有減輕作業的勞動強度，將各種測量手段的優勢集合，快速高效地滿足設計施工需求。

3.2 解決方案

網絡RTK以其高效率、高精度、操作簡單而備受用戶青睞，超站儀實現了高精度動態單點定位測圖，使得測繪工作從此擺脫測量控制點的束縛，簡化測圖工作程序，大大減輕了測繪作業勞動的強度。經過實地踏勘，調整作業思路，最后利用RTK、網絡RTK結合免棱鏡全站儀的作業方法進行外業測量作業。

1）平原、丘陵、居民地等視野開闊的地區，可以直接利用RTK或網絡RTK進行全野外數字化地形圖數據采集，也可以使用RTK或網絡RTK快捷方便地做出圖根控制點再配合免棱鏡全站儀進行全野外數字化地形圖數據采集。

2）城鎮、村莊房屋密集地區，首先使用RTK或網絡RTK快速做出圖根控制點，再使用全站儀草圖法或者編碼法進行全野外數字化地形圖數據采集。

3）植被稀疏的山區，僅使用RTK或網絡RTK做出圖根控制點，再使用免棱鏡全站儀進行地物、地貌點數據采集。這種方法能達到超站儀、三維激光掃描儀的作業效果。

4）植被稠密的山區，直接使用RTK進行數據采集時，地裂縫、塌陷等地貌都能直接測量。這種作業方法不僅具有航空攝影快速、高效、便捷等優點，同時還避免了航空攝影測量地面無法辨識的缺點。

該模式可以做到優勢互補，是今后測量工作的發展趨勢。

4 結 語

通過以上工程實例，可以得出（免棱鏡）全站儀結合（網絡）RTK測量的作業方法具有以下優點：具有超站儀和三維激光掃描儀的作業效果；RTK技術具有較高的定位精度，大大提高了測量的工作效率；實現了無基站、高精度、動態GPS單點定位；山區根據地形情況則作用距離更近，隨著移動通信技術、衛星差分、網絡RTK等高新技術在測量工作中的應用，RTK將擁有更廣的發展前景；RTK和全站儀分開使用，作業方法更具靈活性。

但在作業過程中應注意以下問題：網絡RTK需要結合通信技術，相對而言容易出錯，作業過程中必須加強質量控制，確保RTK作業系統正常后再進行下一步的工作；利用一定點位進行復測，為確保成果的可靠性，在觀測時間開始、衛星失鎖、通信中斷、觀測結束等時段應進行檢核。

[1] 李曉露,林書本．GPS RTK技術配合CASS7．0軟件數字化成圖的應用[J]．硅谷,2010(5)∶5-6

[2] 孟慶森,趙成．在地質工程測量中的應用[J]．吉林地質,2007,26(2)∶84-86

[3] 單玉環．未來數字化測圖的發展方向[J]．中國地名,2010(7)∶59-60

[4] 潘正風,程效軍,成樞,等．數字化測圖原理與方法[M]．武漢∶武漢大學出版社,2009

[5] 郝鴻亮．淺談數字化測圖[J]．淮北職業技術學院學報,2008(5)∶45-46

[6] 張炳哲．全球定位系統在公路勘測設計中的應用[J]．計量檢測與監測,2008,17(1)∶42-45

[7] 周建鄭,趙杰．蘭考縣新農村建設：地形圖測繪中技術的應用[J]．安徽農業科學,2007,35(24)∶7 726-7 728

[8] 王天倉,李克彬,劉明河．全站儀極坐標編碼法測圖方法探討[J]．礦山測量,2010(2)∶51-52

[9] 李朝陽,陳龍珠,陳進杰．基于GPS-RTK技術定測鐵路新線的應用探討[J]．測繪通報,2005(1)∶42-43

[10] 靳海亮,韓奎峰,周興東,等．礦區地形圖測繪中RTK技術的應用[J]．測繪通報,2003(10)∶31-32

[11] 鄭發來．網絡RTK在晉江市大比例尺相片控制測量中的應用[J]．地理空間信息,2010,8(3)∶47-48

刊期變更聲明

《地理空間信息》歷經13年發展，現已成為中國科技核心期刊、全國優秀測繪期刊、湖北省精品期刊和湖北省“科技創新源泉工程”優秀科技期刊；是廣大測繪工作者、大專院校師生、企事業單位不可或缺的技術交流平臺。因本刊發表周期均在18 個月以上，不利于科技信息的傳播和科技成果的轉化。為了維護作者的首發權和首報權，擴大期刊的影響力，提高年刊文量和稿件質量，便于國際重要的檢索系統收錄。本刊將刊期縮短，改為月刊。

經湖北省新聞出版廣電局審核批準，自2016年起，由雙月刊變更為月刊,特此聲明。

（本刊編輯部）

P241

B

1672-4623（2016）01-0102-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.01.031傳統的測圖方法，需要先建立首級控制網，在其基礎上加密控制點，再利用加密的控制點布設圖根點，

蘭進京，碩士，工程師，主要研究方向為工程測繪技術、地理信息系統工程。

2014-04-08。