全站儀聯合RTK在礦山測量中的應用探析

段柏文

（湖南省地質礦產勘查開發局四一八隊，湖南 婁底 417000）

對于那些傳統的測繪方法，首先必須建立首級控制網，然后再根據其加密控制點，圖根點就是該利用的加密的控制點而建立的，最后進行碎部測量并繪制地形圖。其特點就是工作量非常大并且花費時間長，效率不高。隨著當前數字化測圖技術的發展，傳統的地形圖已經實現了數字化的呈現方式，這不僅可以實現其特定功能，而且對圖形信息查詢和編輯更加方便。RTK可以直接應用于野外數字化測圖中測量數據的采集，另外RTK聯合全站儀等也可以實現這一目標。這些方法均會大大提升測圖精度和工作效率。

1 RTK技術含義和特點

首先是實時性：RTK技術可以對數據進行實時動態采集。只要有衛星信號的接收設備就能夠在任何時候實現RTK技術對信號信息的接收。為了是數據的準確性得到保證，使基準站得到精確的三維坐標，在那些需要測量的地點，基準站還增設了不同的流動站，這可以實現工作人員對測量數據的實時檢查。其次是精確度高：RTK技術由于采用了載波相位動態實時差分方法，這為其在野外測量作業中得到厘米級的高精度定位提供了可能。另外，RTK技術沒有控制網點這一步驟，這可以在一定程度上縮減工作人員的工作量從而進一步提高工作效率。

2 全站儀數字化測圖原理

圖解測圖時一切傳統測圖的實質，其主要以手工的方式對地物、地貌進行描繪，其缺點就是周期較長且精度較低。地面數字測圖主要是指通過儀器對數據和編碼進行收集，從而應用計算機對圖形進行處理而繪制的地圖，這些儀器包括全站儀和GPS接收機等。相較于模擬測圖，數字化測圖技術已經成為了測繪發展的前沿技術，且具有顯著的競爭優勢和廣闊的發展前景。數字化測圖不僅僅大幅度縮短了外業觀測的時間，使工作效率得到了提升，而且實現了自動化的測圖，在提高測量精度的同時為地形圖注入了新的活力。全站儀測圖需要布設控制點，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，而且兩控制點間要通視。草圖法和編碼法是全站儀測圖很常用的方法。

3 RTK+全站儀在礦山地表測圖中的工作流程

首先是確定坐標：為了實現定位坐標的精準性，需要對接收信息的基準站進行確定，其主要利用RTK測量技術，采用迅速靜態相對定位形式進行測量，雙頰GPS信息接收裝置進行信號信息接收，并且計算出精確的定位坐標。其次是測量圖根點：工作人員要利用GPS接收機對通過RTK技術采集的定位信息進行計算，將RTK技術基準點確定下來，在測量范圍內，實現圖根點的精確測量。然后是測量碎部點：全站儀可以用于對復雜地形進行測量，并且通過后視定向檢測監測站的精確度，當測量標準全部符合時，碎部測量就可以進行了。RTK技術可以用于地勢比較平坦的地方進行圖根點的測量，并且在此基礎上繪制草圖。最后是數字化成圖：當相應的信息傳輸到觀測站之后，相關的工作人員必須對其進行及時有效的處理，運用計算機相關技術轉換數據信息格式，使其能夠被成繪圖軟件識別，并且結合外部作業人員所繪制的草圖，對圖像進行更精進的修改以完成繪圖。

4 全站儀在礦山井下測量中的應用

（1）全站儀設備在礦上井下的架設方法。首先全站儀對中。全站儀望遠鏡上有鏡上中心，全站儀就需要在點下對中。

由于礦山井下風比較大，因此非常必要在鏡上中心安裝光學對中器提高其對中的精確度。另外，垂球的協助也是井下測量儀器在對中操作時必要的。

實踐表明，350克的活動尖垂球，有著較好的操作效果，可以使對中誤差降到最低。在棱鏡對中的工作完成后，相關的工作人員要將測出的棱鏡高度以及定位坐標等信息傳輸到全站儀。

（2）全站儀在礦山井下的測量步驟。①一般測量：井下測量作業中的重要環節就是中腰線的標定。全站儀在井下操作時，根據提前計算驗證好的方位角、距離等信息，直接在儀器中輸入水平角和垂直角，然后采集數據。與此同時，工作人員要對測量出的數據進行手動記錄。②角度測量：在前后試點上懸掛垂球有利于瞄準從而提高測量的精準性，另外照明裝置需要設置在垂球附近。由于井下環境原因其風很大，所以為了減少其影響需要選擇重量較大的錘球，且在測量時設置擋風裝置。③坐標測量：全站儀可以通過信號接收器，直接顯示測量坐標。在實際測量過程中，設置器點的坐標以及其后視方向能夠幫助得到精確的定位坐標。通過應用該方法，可以對測量作業的精確度進行檢查，大大節省了測量時間，提高了作業效率。④放樣測量：在實際的礦山井下測量中，放樣環節可以采用全站儀自身放樣程序來實現。該方法可以在操作過程中看到棱鏡的精確位置，調整的角度也會顯示出來，以便于工作人員對誤差進行及時的調整。

5 RTK技術的應用

由于地質勘探與礦山開采的需要，礦山控制網具有控制范圍廣、精確度高、使用頻率高等特點，而工作的效率直接受控制點的精確度影響。對于GPS靜態測量而言，其點間不需通視，精度很高，但缺點是采集數據時間非常長，并且事后還要對數據進行處理，無法對定位結果進行實時監控。而不論是在作業精度上還是作業效率上，RTK技術的應用均具有顯著的競爭優勢。像控點測量作為航空攝影測量外業的主要工作之一，其傳統方法需要對導線進行布設大量來測量部分平高點，內業再空三加密。應用RTK技術進行測量時，只需在測區內或測區附近的高等級控制點設置基準站，而流動站主要用于對各像控點的平面坐標和高程的直接測量，針對那些不易設站的像控點，可應用手簿提供的交會進行間接測量。另外，其無需像傳統作業那樣逐級布設控制點；其較靜態GPS測量而言大大縮短了作業時間，進而使得作業效率和功效得到了顯著的提高。

6 結語

對于RTK技術與全站儀技術的聯用，在地勢復雜的地段實施測量時，可運用RTK技術對外在的地形的障礙進行克服，實現實時定位，結合全站儀的信號接收，這除了降低相關工作人員的勞動強度，提高工作外效率外，還可以保證數據信息的準確性。為了保證礦山開采的安全性，全站儀聯合RTK技術也會在礦山測量工程中越來越多得到應用。

[1]劉盼召,吳曉全.全站儀聯合RTK在礦山測量中的應用分析[J].工程技術：引文版：00292-00292.