全站儀聯(lián)合RTK在礦山測量中的應(yīng)用

董浩浩

(山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

0 引言

傳統(tǒng)測量技術(shù)較為落后，制圖效率和繪圖專員的工作量都較為繁瑣，所花費的時間多，成圖的速度慢。主要原因在于，傳統(tǒng)測量技術(shù)通過建立控制網(wǎng)，對控制網(wǎng)上的控制點進行加密，通過這些控制點布設(shè)圖根，再利用圖根點的位置放置專業(yè)測量儀器開展測量工作，最后通過所測量點的信息，按照一定比例制成地形圖。而信息技術(shù)的發(fā)展，利用數(shù)字化手段解決了傳統(tǒng)制圖難題。通過數(shù)據(jù)的輸入和應(yīng)用計算，方便技術(shù)人員對圖形信息進行查詢和管理。該項技術(shù)的應(yīng)用提高了制圖效率，縮短了成圖時間，在各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。在野外測量的過程中，可通過全站儀聯(lián)合RTK技術(shù)針對目的地進行數(shù)據(jù)采集，從效率和精度上考慮，大大改善了傳統(tǒng)測量技術(shù)，優(yōu)化了測量方法。

1 全站儀數(shù)字化測圖與RTK測量技術(shù)

1.1 全站儀數(shù)字化測圖

傳統(tǒng)測量技術(shù)是對山川地貌、精度參數(shù)進行手繪制圖，嚴(yán)格意義上講，手繪制圖精度較低，制圖周期時間長，對山川地貌的繪制不夠清晰。而利用數(shù)字化手段開展的測圖工程，所制圖的精度、山川地貌的清晰度、制圖周期都有大幅度提升。其制圖過程是通過全站儀和GPS接收儀等設(shè)備的使用，然后依據(jù)儀器所采集到的數(shù)據(jù)點再通過計算機圖形處理技術(shù)制成地形圖。數(shù)字化測圖和信息化制圖的最大優(yōu)勢就是，可快速精準(zhǔn)地進行地形測量，并且具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域的新科技[1]。

數(shù)字化測量技術(shù)一改傳統(tǒng)測圖的方式，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，縮短了測圖人員實地測距時間，提高了專業(yè)技術(shù)人員的工作效率。數(shù)字化測圖的過程，嚴(yán)格依照專業(yè)參數(shù)，配合GPS全球定位儀器，對地形地貌以及相關(guān)地理參數(shù)進行詳細測繪，具備自動化、高科技含量、高精度的測繪水準(zhǔn)，促使大比例地形圖測圖技術(shù)的革新和躍進。

全站儀測圖技術(shù)是現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)的一種，在測量的過程中，通過測量需測點和已知點之間的距離和方位坐標(biāo)，來獲取需測點的參數(shù)，然后開始鋪設(shè)控制點。在控制點的鋪設(shè)階段，要注意保持兩點間的通視。而在制圖階段，全站儀測圖技術(shù)一般會使用草圖制圖法和編碼制圖法來對所測數(shù)據(jù)進行繪圖，然后通過計算機的繪圖軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，從而完成制圖整個流程。而所繪成圖中已經(jīng)標(biāo)注地物符號，具備線狀地物連線和面狀的地物閉合連線。整個制作過程只需要2～3人就可以完成，降低了操作人員的工作量，也大幅度提高了制圖效率[2]。

1.2 RTK測量技術(shù)

RTK測量技術(shù)是采用差分方法對2個測站載波相位測量進行處理，具有一定的動態(tài)性。RTK測量技術(shù)具有鮮明的特點。①RTK測量技術(shù)具有實時性，通過衛(wèi)星信號實施數(shù)據(jù)對接，然后利用三維坐標(biāo)傳輸數(shù)據(jù)參數(shù)，現(xiàn)場就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢測和校準(zhǔn)，如圖1所示；RTK測量技術(shù)的實測范圍就是衛(wèi)星信號能夠覆蓋的地方，可全天處在作業(yè)狀態(tài)。RTK測量技術(shù)的應(yīng)用提高了測繪的精度，減少了測繪人員的工作量，大幅度提升測繪效率；②RTK測量技術(shù)優(yōu)化了傳統(tǒng)測量技術(shù)中布設(shè)控制網(wǎng)點、通視等作業(yè)要求，對于每一個測繪點的精度、點位的布局、測繪的效率就有明顯的提升，同時將測繪團隊人數(shù)降到了3～5個人。人員少、精度高、高效率是RTK測量技術(shù)的最大優(yōu)勢。

圖1 RTK取點示意圖

1.3 RTK測量技術(shù)的應(yīng)用

控制測量：在礦山測量階段，由于傳統(tǒng)測量技術(shù)所涉及到的控制面積大、控制點多、精度要求高，對傳統(tǒng)測量技術(shù)而言，是一項挑戰(zhàn)。而且，傳統(tǒng)測量技術(shù)會先通過布設(shè)控制點，保持兩點間的通視效果才能實現(xiàn)測量，這增加了時間成本和工程量，而且所測繪出來的精度不高。而利用GPS技術(shù)實現(xiàn)礦山測量的過程中，雖然比傳統(tǒng)測量技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，但在數(shù)據(jù)獲取時間和數(shù)據(jù)處理上仍舊耗費大量的時間，同時不能實時傳送已定位的數(shù)據(jù)信息，而如果發(fā)現(xiàn)測量精度和要求有所偏差，則需要重新測量，極大地浪費資源。而RTK測量技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)測量和GPS測繪，不論是從測量的精度、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還是作業(yè)效率、數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性都有明顯的優(yōu)勢[3]。

線路中線定線：RTK測量技術(shù)也常用于市政建設(shè)，例如道路中線的布設(shè)。RTK技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，只需要將建設(shè)道路的坐標(biāo)數(shù)據(jù)、道路曲線的角度等重要測繪數(shù)據(jù)輸入到RTK測量儀中，就可以實現(xiàn)放樣作業(yè)。并且，RTK測量技術(shù)具備自動校準(zhǔn)，對已偏離方向的放樣進行信息指示，以便將中線定線的誤差降到最低。

用地測量：RTK測量技術(shù)對土地使用的界限進行精確測量，并實時地測定界址的坐標(biāo)點，然后計算出土地的使用面積。RTK測量技術(shù)的應(yīng)用明確界定了土地的使用范圍，并大幅度提升土地的測量速度和測量精度。

其他方面測量：RTK測量技術(shù)還可被應(yīng)用到多種領(lǐng)域里，并且不需要布設(shè)控制點，就可以對需測點標(biāo)的坐標(biāo)，然后通過向繪圖軟件中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)數(shù)字化測圖。而RTK測量技術(shù)也可應(yīng)用在水下測量，通過自動到行業(yè)系統(tǒng)就可以實現(xiàn)對水下的測量點進行自動獲取，并且，水下獲取的三維坐標(biāo)的精度高，相關(guān)參數(shù)準(zhǔn)確，然后通過計算機軟件完成制圖。

2 全站儀和RTK在礦山測量中的聯(lián)合應(yīng)用

2.1 進行礦區(qū)數(shù)字化地形圖測量

在針對礦區(qū)測量實際應(yīng)用中，全站儀和RTK分別所扮演的角色是數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的存儲。RTK測量技術(shù)被應(yīng)用在礦區(qū)地形數(shù)據(jù)數(shù)字測量中，只需要2個專業(yè)技術(shù)人員就可完成對礦區(qū)地質(zhì)地形的測量工作，并將標(biāo)好的坐標(biāo)點和數(shù)據(jù)統(tǒng)計下來，然后將所有的數(shù)據(jù)進行信息化處理，利用成圖軟件經(jīng)信息編輯和轉(zhuǎn)換后生成具有數(shù)字化特點的地形圖。而對于數(shù)目繁茂的礦區(qū)應(yīng)先通過RTK布設(shè)根點，再結(jié)合全站儀對測量范圍內(nèi)的地形、地標(biāo)物進行特點整點標(biāo)注，特別注意的是，所有標(biāo)的物的長寬屬性都要標(biāo)注清晰，然后再通過RTK測量技術(shù)對該地段實施參數(shù)獲取，最后再將參數(shù)輸入到計算機制圖軟件中，經(jīng)過編譯轉(zhuǎn)換生成所需地形圖。

2.2 進行勘探基線及基點布測

依據(jù)礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦體形勢走向、礦內(nèi)儲量的預(yù)測等需要，對礦區(qū)進行基線勘探和基點布測。這就需要專業(yè)技術(shù)人員實際進行勘探，并確定礦區(qū)內(nèi)起點和終點的方位坐標(biāo)。而在礦山測量區(qū)內(nèi)通視條件較好的前提下，測繪人員應(yīng)將全站儀放置在起點坐標(biāo)上，通過輸入所需勘探基線的相關(guān)參數(shù)進行勘探，確定好勘探基線的方向，并對長度、基點進行布測，確定好每個點的坐標(biāo)。如果礦山測量區(qū)內(nèi)的通視條件不達標(biāo)，可利用RTK測量技術(shù)中的放樣方法精確測定基線的方向和基點的坐標(biāo)，并通過明顯的標(biāo)識物進行標(biāo)識。例如，在河南省某礦區(qū)勘探基線測量過程中，依據(jù)礦區(qū)勘探基線的需要，測量技術(shù)人員在確定好基線的起始點坐標(biāo)后，并應(yīng)用全站儀和RTK測量技術(shù)聯(lián)合測量，確定基線方向110°50′00″。而勘探的基點之間的距離分別是100 m、200 m、400 m，整個基線長約2 100 m，所需布測基點的數(shù)量達8個，每個基點均有明顯的標(biāo)識物進行標(biāo)識[4]。

3 結(jié)語

全站儀聯(lián)合RTK對礦山實施測量應(yīng)用中，2種技術(shù)所展現(xiàn)的互補應(yīng)用不僅彌補了各自技術(shù)應(yīng)用中的缺陷，還提高了測量的效率，減少了測量工作者的工作負擔(dān)。同時，利用數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)測量制圖過程，提高了測量的精度，拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。況且，聯(lián)合測量技術(shù)的應(yīng)用極大地減少了測量過程中所遇到的問題，有效彌補了各自技術(shù)的缺陷，在測量工作中，將技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮到最大[5]。