RTK结合全站仪在漈头矿区地形测量中的应用

2019-08-08

世界有色金属 2019年11期

（福建省双旗山矿业有限责任公司，福建泉州 362500）

1 工程概括

漈头矿区位于福建省德化县境内，属闽南山区，植物覆盖较多，地质结构复杂，将对传统全站仪的测量工作造成较大的影响。为了办理邱村金矿漈头矿区的探矿权，对矿业产权辖区内3.5平方公里的范围进行1:2000的地形测量任务，所以本工程中使用满足要求的RTK结合全站仪进行测量。

2 RTK的优点及局限性

目前工程中使用的RTK结合全站仪在测量工作具有精度高、无积累误差、作业限制较少、系统控制集成化全面等优点[1]。不过受当前技术的限制仍有一定的局限性，如：作用距离有限、初始化时间长、信号丢失需重新连接等等。

3 RTK与全站仪联合测图的理论基础

图1 RTK系统组成与工作原理

①实时动态测量（RTK）的组成与原理。目前RTK系统的工作原理是通过基准点接收到卫星定位信号后将监测点位的相关数据进行传输，移动站则同时接收卫星定位及监测点位数据后使用差分处理，并进一步的调整载波相位的精度，由此得到坐标差值ΔX、ΔY、ΔZ。通过坐标差值与基准站得到数据就能计算出流动站点的真是的GPS坐标点，之后RTK将准确的GPS坐标生成各个流动站点的平面坐标点位和高程。②全站仪的组成与原理。全站仪在使用时可以自由设站测量，而在测量地形的测绘工作中主要使用极坐标法，以此生成与目标之间的距离高差等参数，然后生成三维数据。

4 RTK与全站仪联合测图分析

（1）已有测绘资料利用。漈头矿区测绘区没有已知的控制点，必须从邱村金矿的控制点引到漈头矿区。邱村金矿已有的四等控制点二个。在使用控制点进行测绘前应检查已有控制点的准确性，使用GPS对两个以后控制点进行平面间距测试，对测邱村1#、邱村2#两个控制点进行高差检测。检测结果如表1。

表1 平面和高程控制点检测情况

从上述检测情况可知，邱村1#、邱村2#两个控制点的点位位置未见明显错误，可作为本次作业中平面控制、高程控制的标准起点。此次作业测量地形，离邱村金矿控制点较远，所以要从邱村金矿的控制点引点到漈头村子里，便于日后测量用。漈头的点号坐标为：

表2 引到测区的控制点

（2）采用的系统及设备。本次作业中的使用坐标标准是xian80，高程依据国家推行的标准高程基准，并使用高斯投影3°带作为测绘的平面投影。本次测绘区域坐标为东经115°50’，北纬23°30’，属27带，中央子午线为117°。GPS RTK和实际工程测量和定位的测绘坐标均是在xian80进行完成的，因此二者之间不存在坐标转换问题。本次测绘中使用的卫星定位设备使用的是rimble R8 GNSS系统，此设备的动态测量平度：平面±（10+1×l0-6D）mm、高程为±(20+2×10-6D)mm。

（3）数字化成图。本次矿山测量区域的地形图中用的是数字化测图的方法，所使用的设备是拓普康(北京)科技发展有限公司生产的GTS-332N，南方卫星导航|广州南方卫星导航仪器有限公司生产的GPS-RTK，成图软件使用的是CASS7.0。

图2 漈头金矿区地形图（局部）1：2000

（5）实地检查及精度分析。当完成外业和内业的测量工作以后，需对所得数据进行精度检验：使用全站仪在已知测量点进行距离测试，并将所得结果与资料进行比对，根据规范要求，对比结果在图中的误差小于0.1mm则说明所得的测绘结符合要求；另外还要对所测绘区域的地形、地貌进行检测，如出现遗漏则应及时的更正补测，保证所测结果与现实区域地形、地貌一致。

5 研究结果比较分析

5.1 RTK与全站仪的误差分析

（1）RTK误差。①基准站因素：主要是基准站位置、定心调平、测量方法和天线高度精度等引起的误差，坐标系、假设坐标值、投影方式、中心子午线经度或投影带号、天线高度、参考站坐标以及参考站设置参数中坐标转换参数的输入误差等。②流动站因素：在RTK动态运行过程中，由于各种因素的影响，无法保证流动站单杆的完全垂直。③数据链电台传输因素：目前RTK通信主要采用超高频波，虽然其在传播中主要使用的是空间波，但却易受到障碍物、地形及其它不同频率的电波所影响。

（2）全站仪误差。仪器误差（由仪器本身确定，是客观误差源）、观测误差（由人员技术水平引起，是主观误差源）、外部影响误差（受温度、大气折射等外部因素影响）；但这些因素不断变化，且很难控制，这是一个可变的错误源。

5.2 RTK信号不好时的应对措施

采用RTK采集数据时，可以采取以下措施处理：尽可能设置基准站；尽量使两个采集点之间的连接穿过磁极的中心；测量时增加RTK高度并固定；当不适合全站仪测量时，可采用浮点数法，当等待时间延长或手簿中的HRMS或VRMS右侧的相应数据小于要求时，可以采用浮点解；如果在开放区域遇到非固定解，可以全部重启，以达到固定解。