全站仪联合RTK在矿山测量中的应用

兰进京，张健雄

（1.河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000；2.河南省地质矿产勘查开发局 第二地质矿产调查院，河南 郑州 450001）

全站仪联合RTK在矿山测量中的应用

兰进京1,2，张健雄1

（1.河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000；2.河南省地质矿产勘查开发局 第二地质矿产调查院，河南 郑州 450001）

通过比较现代数字化测量理论与传统测量技术，阐述一些先进测绘技术的应用和发展。结合矿山环境治理中勘查设计、施工、竣工等测量工程实例，论述了全站仪联合GPS-RTK在工程测量中应用的优越性和可持续性。

数字化测图；GPS-RTK；超站仪；联合；精度

最后在图根点上安置仪器进行碎部测量，并绘制成大比例尺地形图。其工作量大、速度慢、花费时间长[1]。随着数字化测图技术的不断发展，数字化地形图不仅能替代传统的地形图，还能方便地对图形信息进行查询、编辑、管理等操作，被广泛用于测绘生产、农林业、水利、国土资源、环境保护、城乡规划、城市交通等部门。在野外数字化测图中，可直接利用RTK采集测量数据，也可利用RTK联合全站仪等其他测量仪器采集测量数据。无论哪种方法，与传统测量方法相比，

都能大大提高工作效率和测图精度[2,3]。

1 全站仪数字化测图原理

传统测图的实质即图解测图，以手工方式描绘地物、地貌，精度低、周期长。地面数字测图是指对利用全站仪、GPS接收机等仪器采集的数据和编码，通过计算机图形处理而自动绘制地形图的方法[4]。数字化测图技术与模拟测图相比具有显著优势和发展前景，是测绘发展的高新前沿技术[5]。数字化测图缩短了外业观测时间，提高了工作效率，并且实现了测图的数字化、自动化，赋予了地形图新的生命力，同时也大大提高了测量精度，使大比例尺地形图测图与应用进入了新的发展时期[6]。

全站仪测图是通过测取已知点和未知点之间的平距和方位角，求取未知点的坐标，需要布设控制点，而且要求两控制点间通视[7]。全站仪测图常用的测图方法有草图法和编码法。草图法是指在测量的同时对所测地形绘制草图，一般每组需要3人或者3人以上。编码法是指采用全站仪测图时，用编码代替点号，不用绘制测站草图，通过配套软件进行数据转换，就可进行图形编辑，成图软件可根据地物编码自动注记点状地物符号、显示线状地物连线、面状地物闭合等，大大降低了编辑图形的工作量[8]。

2 RTK测量技术

RTK又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法[1]。RTK动态测量具有如下特点：

1）可在能够接收卫星信号的任何地方，进行全天候作业，RTK动态测量具备实时性，流动站利用同一基准站信息可各自独立开展工作，实时提供待测点三维坐标，现场及时对测量数据进行检查，避免外业出现返工，RTK误差不累积[9]；

2）具有使用人员少、作业效率高、点位精度分布均匀、测量精度高等优点，RTK技术进行地形图测绘，不需要布设控制网点，而且点间无需通视[10]。

网络RTK是RTK技术与通信技术结合形成的一种技术手段，与传统的电台RTK相比，其定位精度、作用半径、工作效率等有明显的优势[11]。

3 工程实例

3.1 工程概况

某资源枯竭型城市矿山环境治理重点工程项目多块治理区所处位置不同，有的位于构造剥蚀低山区，受采矿活动影响大，区内边坡较发育，采坑遍布，废弃矿渣随意堆放，自然地形地貌破坏严重，采矿地带基本无植被覆盖；有的在平原地带，由于地下开采引起地面大面积塌陷、地裂缝等，导致部分耕地保水保墒功能减弱，甚至有些地方无法种植。在此项矿山环境治理重点工程项目的勘查、设计阶段以及施工、竣工等测量过程中，主要考虑的问题有减轻作业的劳动强度，将各种测量手段的优势集合，快速高效地满足设计施工需求。

3.2 解决方案

网络RTK以其高效率、高精度、操作简单而备受用户青睐，超站仪实现了高精度动态单点定位测图，使得测绘工作从此摆脱测量控制点的束缚，简化测图工作程序，大大减轻了测绘作业劳动的强度。经过实地踏勘，调整作业思路，最后利用RTK、网络RTK结合免棱镜全站仪的作业方法进行外业测量作业。

1）平原、丘陵、居民地等视野开阔的地区，可以直接利用RTK或网络RTK进行全野外数字化地形图数据采集，也可以使用RTK或网络RTK快捷方便地做出图根控制点再配合免棱镜全站仪进行全野外数字化地形图数据采集。

2）城镇、村庄房屋密集地区，首先使用RTK或网络RTK快速做出图根控制点，再使用全站仪草图法或者编码法进行全野外数字化地形图数据采集。

3）植被稀疏的山区，仅使用RTK或网络RTK做出图根控制点，再使用免棱镜全站仪进行地物、地貌点数据采集。这种方法能达到超站仪、三维激光扫描仪的作业效果。

4）植被稠密的山区，直接使用RTK进行数据采集时，地裂缝、塌陷等地貌都能直接测量。这种作业方法不仅具有航空摄影快速、高效、便捷等优点，同时还避免了航空摄影测量地面无法辨识的缺点。

该模式可以做到优势互补，是今后测量工作的发展趋势。

4 结 语

通过以上工程实例，可以得出（免棱镜）全站仪结合（网络）RTK测量的作业方法具有以下优点：具有超站仪和三维激光扫描仪的作业效果；RTK技术具有较高的定位精度，大大提高了测量的工作效率；实现了无基站、高精度、动态GPS单点定位；山区根据地形情况则作用距离更近，随着移动通信技术、卫星差分、网络RTK等高新技术在测量工作中的应用，RTK将拥有更广的发展前景；RTK和全站仪分开使用，作业方法更具灵活性。

但在作业过程中应注意以下问题：网络RTK需要结合通信技术，相对而言容易出错，作业过程中必须加强质量控制，确保RTK作业系统正常后再进行下一步的工作；利用一定点位进行复测，为确保成果的可靠性，在观测时间开始、卫星失锁、通信中断、观测结束等时段应进行检核。

[1] 李晓露,林书本．GPS RTK技术配合CASS7．0软件数字化成图的应用[J]．硅谷,2010(5)∶5-6

[2] 孟庆森,赵成．在地质工程测量中的应用[J]．吉林地质,2007,26(2)∶84-86

[3] 单玉环．未来数字化测图的发展方向[J]．中国地名,2010(7)∶59-60

[4] 潘正风,程效军,成枢,等．数字化测图原理与方法[M]．武汉∶武汉大学出版社,2009

[5] 郝鸿亮．浅谈数字化测图[J]．淮北职业技术学院学报,2008(5)∶45-46

[6] 张炳哲．全球定位系统在公路勘测设计中的应用[J]．计量检测与监测,2008,17(1)∶42-45

[7] 周建郑,赵杰．兰考县新农村建设：地形图测绘中技术的应用[J]．安徽农业科学,2007,35(24)∶7 726-7 728

[8] 王天仓,李克彬,刘明河．全站仪极坐标编码法测图方法探讨[J]．矿山测量,2010(2)∶51-52

[9] 李朝阳,陈龙珠,陈进杰．基于GPS-RTK技术定测铁路新线的应用探讨[J]．测绘通报,2005(1)∶42-43

[10] 靳海亮,韩奎峰,周兴东,等．矿区地形图测绘中RTK技术的应用[J]．测绘通报,2003(10)∶31-32

[11] 郑发来．网络RTK在晋江市大比例尺相片控制测量中的应用[J]．地理空间信息,2010,8(3)∶47-48

刊期变更声明

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经湖北省新闻出版广电局审核批准，自2016年起，由双月刊变更为月刊,特此声明。

（本刊编辑部）

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1672-4623（2016）01-0102-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.01.031传统的测图方法，需要先建立首级控制网，在其基础上加密控制点，再利用加密的控制点布设图根点，

兰进京，硕士，工程师，主要研究方向为工程测绘技术、地理信息系统工程。

2014-04-08。