蘭進京，張健雄

（1.河南理工大學(xué) 測繪與國土信息工程學(xué)院，河南 焦作 454000；2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

全站儀聯(lián)合RTK在礦山測量中的應(yīng)用

蘭進京1,2，張健雄1

（1.河南理工大學(xué) 測繪與國土信息工程學(xué)院，河南 焦作 454000；2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

通過比較現(xiàn)代數(shù)字化測量理論與傳統(tǒng)測量技術(shù)，闡述一些先進測繪技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。結(jié)合礦山環(huán)境治理中勘查設(shè)計、施工、竣工等測量工程實例，論述了全站儀聯(lián)合GPS-RTK在工程測量中應(yīng)用的優(yōu)越性和可持續(xù)性。

數(shù)字化測圖；GPS-RTK；超站儀；聯(lián)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(shù)字化測圖技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化地形圖不僅能替代傳統(tǒng)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(chǎn)、農(nóng)林業(yè)、水利、國土資源、環(huán)境保護、城鄉(xiāng)規(guī)劃、城市交通等部門。在野外數(shù)字化測圖中，可直接利用RTK采集測量數(shù)據(jù)，也可利用RTK聯(lián)合全站儀等其他測量儀器采集測量數(shù)據(jù)。無論哪種方法，與傳統(tǒng)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(shù)字化測圖原理

傳統(tǒng)測圖的實質(zhì)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(shù)字測圖是指對利用全站儀、GPS接收機等儀器采集的數(shù)據(jù)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(shù)字化測圖技術(shù)與模擬測圖相比具有顯著優(yōu)勢和發(fā)展前景，是測繪發(fā)展的高新前沿技術(shù)[5]。數(shù)字化測圖縮短了外業(yè)觀測時間，提高了工作效率，并且實現(xiàn)了測圖的數(shù)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(yīng)用進入了新的發(fā)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(biāo)，需要布設(shè)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，就可進行圖形編輯，成圖軟件可根據(jù)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(shù)

RTK又稱載波相位差分技術(shù)，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(tài)測量具有如下特點：

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

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

網(wǎng)絡(luò)RTK是RTK技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合形成的一種技術(shù)手段，與傳統(tǒng)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(yōu)勢[11]。

3 工程實例

3.1 工程概況

某資源枯竭型城市礦山環(huán)境治理重點工程項目多塊治理區(qū)所處位置不同，有的位于構(gòu)造剝蝕低山區(qū)，受采礦活動影響大，區(qū)內(nèi)邊坡較發(fā)育，采坑遍布，廢棄礦渣隨意堆放，自然地形地貌破壞嚴(yán)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(dǎo)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(huán)境治理重點工程項目的勘查、設(shè)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(yè)的勞動強度，將各種測量手段的優(yōu)勢集合，快速高效地滿足設(shè)計施工需求。

3.2 解決方案

網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)了高精度動態(tài)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(yè)勞動的強度。經(jīng)過實地踏勘，調(diào)整作業(yè)思路，最后利用RTK、網(wǎng)絡(luò)RTK結(jié)合免棱鏡全站儀的作業(yè)方法進行外業(yè)測量作業(yè)。

1）平原、丘陵、居民地等視野開闊的地區(qū)，可以直接利用RTK或網(wǎng)絡(luò)RTK進行全野外數(shù)字化地形圖數(shù)據(jù)采集，也可以使用RTK或網(wǎng)絡(luò)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(shù)字化地形圖數(shù)據(jù)采集。

2）城鎮(zhèn)、村莊房屋密集地區(qū)，首先使用RTK或網(wǎng)絡(luò)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(shù)字化地形圖數(shù)據(jù)采集。

3）植被稀疏的山區(qū)，僅使用RTK或網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)采集。這種方法能達到超站儀、三維激光掃描儀的作業(yè)效果。

4）植被稠密的山區(qū)，直接使用RTK進行數(shù)據(jù)采集時，地裂縫、塌陷等地貌都能直接測量。這種作業(yè)方法不僅具有航空攝影快速、高效、便捷等優(yōu)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(yōu)勢互補，是今后測量工作的發(fā)展趨勢。

4 結(jié) 語

通過以上工程實例，可以得出（免棱鏡）全站儀結(jié)合（網(wǎng)絡(luò)）RTK測量的作業(yè)方法具有以下優(yōu)點：具有超站儀和三維激光掃描儀的作業(yè)效果；RTK技術(shù)具有較高的定位精度，大大提高了測量的工作效率；實現(xiàn)了無基站、高精度、動態(tài)GPS單點定位；山區(qū)根據(jù)地形情況則作用距離更近，隨著移動通信技術(shù)、衛(wèi)星差分、網(wǎng)絡(luò)RTK等高新技術(shù)在測量工作中的應(yīng)用，RTK將擁有更廣的發(fā)展前景；RTK和全站儀分開使用，作業(yè)方法更具靈活性。

但在作業(yè)過程中應(yīng)注意以下問題：網(wǎng)絡(luò)RTK需要結(jié)合通信技術(shù)，相對而言容易出錯，作業(yè)過程中必須加強質(zhì)量控制，確保RTK作業(yè)系統(tǒng)正常后再進行下一步的工作；利用一定點位進行復(fù)測，為確保成果的可靠性，在觀測時間開始、衛(wèi)星失鎖、通信中斷、觀測結(jié)束等時段應(yīng)進行檢核。

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

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

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

[4] 潘正風(fēng),程效軍,成樞,等．?dāng)?shù)字化測圖原理與方法[M]．武漢∶武漢大學(xué)出版社,2009

[5] 郝鴻亮．淺談數(shù)字化測圖[J]．淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2008(5)∶45-46

[6] 張炳哲．全球定位系統(tǒng)在公路勘測設(shè)計中的應(yīng)用[J]．計量檢測與監(jiān)測,2008,17(1)∶42-45

[7] 周建鄭,趙杰．蘭考縣新農(nóng)村建設(shè)：地形圖測繪中技術(shù)的應(yīng)用[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,35(24)∶7 726-7 728

[8] 王天倉,李克彬,劉明河．全站儀極坐標(biāo)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(shù)定測鐵路新線的應(yīng)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(qū)地形圖測繪中RTK技術(shù)的應(yīng)用[J]．測繪通報,2003(10)∶31-32

[11] 鄭發(fā)來．網(wǎng)絡(luò)RTK在晉江市大比例尺相片控制測量中的應(yīng)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(jīng)13年發(fā)展，現(xiàn)已成為中國科技核心期刊、全國優(yōu)秀測繪期刊、湖北省精品期刊和湖北省“科技創(chuàng)新源泉工程”優(yōu)秀科技期刊；是廣大測繪工作者、大專院校師生、企事業(yè)單位不可或缺的技術(shù)交流平臺。因本刊發(fā)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(zhuǎn)化。為了維護作者的首發(fā)權(quán)和首報權(quán)，擴大期刊的影響力，提高年刊文量和稿件質(zhì)量，便于國際重要的檢索系統(tǒng)收錄。本刊將刊期縮短，改為月刊。

經(jīng)湖北省新聞出版廣電局審核批準(zhǔn)，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(tǒng)的測圖方法，需要先建立首級控制網(wǎng)，在其基礎(chǔ)上加密控制點，再利用加密的控制點布設(shè)圖根點，

蘭進京，碩士，工程師，主要研究方向為工程測繪技術(shù)、地理信息系統(tǒng)工程。

2014-04-08。