全站儀結(jié)合RTK在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用探討

肖福輝

摘要：本文主要探討了全站儀結(jié)合RTK在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用并對(duì)其進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：全站儀 ?RTK ?地質(zhì)勘探 ?工程測量

1 概述

地質(zhì)勘探工程多在山區(qū)開展，而大多數(shù)是山高林密，交通不便，有些地方人煙稀少甚至是人跡罕至的地方，這里開展測量工程除了生活不便之外主要是：林蔽遮掩、丘壑阻礙等，傳統(tǒng)的測量施工方法主要是觀測方向需要橫向通視，為了保持通視要花費(fèi)很多人力物力對(duì)林木等障礙進(jìn)行清理，這樣既增加了工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響工作效率，也對(duì)環(huán)境造成了不良的影響，對(duì)自然生態(tài)造成了一定的破壞。一些重點(diǎn)林業(yè)保護(hù)區(qū)，根本不讓損壞林木，測量工作基本進(jìn)行不下去。隨著衛(wèi)星定位儀在測量工作中的應(yīng)用，再結(jié)合其他傳統(tǒng)測量方法的手段，使地質(zhì)勘探測量工程在山林地區(qū)的工作得到了一定的解決。下面就我們工作中采用的一些方法和經(jīng)驗(yàn)例舉出來供同仁們探討指正。

2 勘探區(qū)大比例尺地形圖測量

大比例尺地形圖是勘探工程詳查和探礦階段必備的基礎(chǔ)圖件，測繪大比例尺地形一般有大平板儀法、小平板配合經(jīng)緯儀法、（上兩種方法現(xiàn)在基本不使用）全站儀和RTK野外采集數(shù)據(jù)加草圖描繪法。后兩種方法是將野外采集到的測量數(shù)據(jù)輸入電腦用軟件成圖，隨著現(xiàn)代軟件技術(shù)在測量成圖方面的應(yīng)用，使測量成圖速度有所提高，但在山林地區(qū)外業(yè)采集數(shù)據(jù)仍然存在著受樹木遮障影響衛(wèi)星信號(hào)、采集位置是否適當(dāng)、有無遺漏、采集來的數(shù)據(jù)有沒有代表性等諸多問題。所以對(duì)這項(xiàng)工作要有科學(xué)合理的籌劃與安排，才能使工作有效順利的開展下去。

2.1 施工時(shí)間

對(duì)于林區(qū)測地形圖來說選擇合適的時(shí)間至關(guān)重要，選擇好時(shí)間段工作效率和測圖質(zhì)量會(huì)有很大的提高。東北地區(qū)測圖最佳時(shí)間是從林間雪化凈到“五一”以前和“十一”以后到未落雪這兩段時(shí)間樹上樹葉遮蔽較少的情況下工作最適宜。

2.2 數(shù)據(jù)采集

2.2.1 RTK動(dòng)態(tài)測量法

野外采集數(shù)據(jù)主要以RTK動(dòng)態(tài)測量和現(xiàn)場草圖描繪方法同時(shí)進(jìn)行，每組兩個(gè)人，一人持衛(wèi)星接收儀做數(shù)據(jù)處理，一人持夾板置米格紙于板上展點(diǎn)做草圖。野外測圖作業(yè)一般有兩種方法，一是先測線狀地物再測其它地物地形的方法;二是幾個(gè)小組按基本線并進(jìn)法測量，這種方法簡易便捷，不易出現(xiàn)大的重復(fù)工作和漏測的現(xiàn)象效率較高。下面主要介紹一下我們常采用的第二種方法：

以1：1000比例尺的地形圖測繪為例，一般情況下測圖區(qū)四邊都會(huì)以平行于直角坐標(biāo)系的X軸和Y軸圈定。這樣作業(yè)時(shí)可以根據(jù)測區(qū)山勢、水系走向和交通情況，從節(jié)省體力和方便考慮選擇延X或Y軸作為工作線路方向，選定了工作的線路方向后，再選擇延線路走向某一側(cè)的邊線作為第一工作組的工作指向線，如延測區(qū)邊緣X軸布設(shè)第一條指向線，就將RTK動(dòng)態(tài)測量手薄設(shè)置到線放樣模式，屏幕中起點(diǎn)輸入選擇為起始點(diǎn)的測區(qū)邊角的坐標(biāo);終點(diǎn)輸入延X軸方向延伸至測區(qū)另一邊角的坐標(biāo)，手薄屏幕就給出了第一條工作指示線的實(shí)地位置，下一組的工作指示線在第一手薄選擇的起始點(diǎn)處延Y軸方向向測區(qū)移50米的點(diǎn)位坐標(biāo)做下組手薄起始點(diǎn)輸入，再以此點(diǎn)延X軸方向延伸至測區(qū)另一邊框的交點(diǎn)做終點(diǎn)將坐標(biāo)輸入手薄，則手簿顯示出該組的工作指向線實(shí)地位置，以此類推其他組的工作指示線輸入手薄。工作時(shí)一人持儀器采讀數(shù)據(jù)，一人在米格紙上展點(diǎn)做草圖，各組沿著手薄指向線前進(jìn)，指向線左右25米內(nèi)的所有地物及地形變化點(diǎn)及加密點(diǎn)按相應(yīng)規(guī)范要求進(jìn)行采集，并把各類型地形地物編碼編號(hào)儲(chǔ)存、展點(diǎn)。草圖也是按1：1000比例尺展點(diǎn)，隨著測量采集的進(jìn)行，逐漸的勾出地物輪廓及等高線的計(jì)曲線，并對(duì)照實(shí)際地形地物是否符合，有否遺漏，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改補(bǔ)測，這樣每個(gè)組都形成了50米寬的帶狀地形草圖并且相鄰組邊緣有一定量的重合點(diǎn)，便于接圖。如圖1：

采點(diǎn)時(shí)遇到信號(hào)不好的地方，如樹木茂密的谷底等對(duì)空通透不好不能取得固定解的情況下，可以在外圍做幾個(gè)互相通視并保證一定邊長的RTK動(dòng)態(tài)點(diǎn)，以木樁和鐵釘標(biāo)記并編號(hào)記錄，為全站儀補(bǔ)測使用。當(dāng)各組野外采集數(shù)據(jù)回來后輸入電腦展點(diǎn)、人工草圖接邊整理。

2.2.2 全站儀測量采集數(shù)據(jù)

當(dāng)RTK動(dòng)態(tài)法采集測量的數(shù)據(jù)告一段落之后，這時(shí)還有因信號(hào)不好沒能用RTK采集到的部分地形地物需要用全站儀法進(jìn)行補(bǔ)測，全站儀測量方法可以三、四個(gè)人一組，進(jìn)行觀測、采集數(shù)據(jù)、在原來RTK上的草圖上補(bǔ)繪草圖等，采集完畢回來將數(shù)據(jù)輸入電腦展點(diǎn)、整理草圖。

2.3 修繪地形圖

當(dāng)野外采集的數(shù)據(jù)全部輸入電腦后，可以使用相應(yīng)的測繪成圖軟件在電腦上將采集的點(diǎn)生成原始的等高線，原始的等高線由于采集點(diǎn)的密度等問題會(huì)有不合理走向和曲線曲度不自然等現(xiàn)象，這時(shí)需要參照現(xiàn)場繪制的草圖進(jìn)行修整、標(biāo)定地物、按圖例編繪等。當(dāng)圖基本完善后，可以打印樣圖，到測圖區(qū)用RTK實(shí)地自檢。檢測發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)補(bǔ)測，接著再修圖直至達(dá)到相應(yīng)的規(guī)范要求標(biāo)準(zhǔn)后成圖。

這種方法，通過實(shí)踐檢驗(yàn)，它的優(yōu)點(diǎn)主要是：工作效率高，節(jié)省人力，對(duì)生態(tài)環(huán)境沒有不良影響，而精度也較高，并且采集的野外數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存?zhèn)浞?，是一種較好的測圖方法。它的主要關(guān)鍵是要選好工作季節(jié)，所以工作要有提前計(jì)劃性，再有選擇合適的衛(wèi)星接收機(jī)也很重要，我們使用能接收美國、俄羅斯、中國北斗衛(wèi)星信號(hào)的接收機(jī)，效果就很好。

3 地質(zhì)工程點(diǎn)測量

勘探區(qū)地質(zhì)工程點(diǎn)主要有槽探工程點(diǎn)、鉆孔、坑道、地質(zhì)基線、地質(zhì)刨面等點(diǎn)位的放樣，施工后測定等測量工作。這些工程的測量一般在樹葉沒有封閉或者對(duì)空條件比較好的地點(diǎn)都可以使用RTK測放點(diǎn)位，樹木茂密的地方無法取得固定解的情況下可以采用全站儀配合的方法測量。

這里主要介紹在一些地點(diǎn)可以取得固定解的林間，我們常采用的鋼尺配合RTK動(dòng)態(tài)測量的方法。

3.1 方向線放樣法

如：放樣點(diǎn)P位處樹木遮蔽較重，無法取得固定解，這時(shí)我可以采用在和所放樣點(diǎn)位高程接近的方向逐漸向外延RTK接收機(jī)找到對(duì)空較好的地方并取得固定解，在此定下點(diǎn)A，用A點(diǎn)測得的坐標(biāo)和要放樣點(diǎn)P的理論坐標(biāo)用手簿設(shè)置A至P的放樣方向線，在AP的實(shí)際方向上過P位置尋找可以取得固定解的點(diǎn)B，在B定點(diǎn)，一般A到B的距離不會(huì)超過一個(gè)尺段（50m），A、B點(diǎn)中間如果有樹干遮擋，可以再以P點(diǎn)為軸微量旋轉(zhuǎn)方向線，重新定A、B點(diǎn)使其經(jīng)過簡單清理枝葉雜草等保持兩點(diǎn)通視，用鋼尺平量出AB間距離D，再算出AB點(diǎn)測得的坐標(biāo)距離d，算出系數(shù)K=D/d。

以A點(diǎn)向B點(diǎn)在尺上量出A至P的坐標(biāo)距離乘K的位置即是P點(diǎn)點(diǎn)位，用P到B的坐標(biāo)距離乘K在尺上檢查校對(duì)PB的實(shí)際距離。P點(diǎn)的高程也可以根據(jù)AB兩點(diǎn)的高程差分取得。

3.2 距離交會(huì)測點(diǎn)法

當(dāng)?shù)刭|(zhì)工程施工后的點(diǎn)位需要收測時(shí)，有些點(diǎn)可能也很難取得固定解，這時(shí)可以將被測點(diǎn)設(shè)為P，在P點(diǎn)的外圍找高程和它較接近、距離不超過一個(gè)尺段的地方選兩個(gè)能取得固定解的點(diǎn)A、B，使ABP構(gòu)成三角形，其中要求三角形的各角在30度-120度之間最好，用鋼尺量出AP、BP兩邊，再依據(jù)A、B點(diǎn)的坐標(biāo)及三角形的三個(gè)邊長，用三邊法解算出P的坐標(biāo)。

4 體會(huì)與展望

全站儀配合RTK動(dòng)態(tài)測量方法在林區(qū)地質(zhì)勘探中的應(yīng)用，給我們工作帶來了較大的便利，節(jié)省人力物力，提高了工作效率，特別對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到了不可估量的作用。同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)和新興科技手段的結(jié)合應(yīng)用有了進(jìn)一步的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。GPS、RTK測量方法的應(yīng)用將有廣闊的前景，特別解決對(duì)傳統(tǒng)測量方法來說較困難的地區(qū)將有更大的優(yōu)勢。隨著我國北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的不斷完善RTK，測量精度和測定速度將會(huì)有大幅度的提高，也將使測量、測繪、各項(xiàng)定位工作提升到一個(gè)新的高度。

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