RTK与全站仪在矿山地形测绘中的应用

侯杨松

（江西有色地质勘查二队，江西 赣州 341000）

矿山地形测绘数据结果的精准性能对后续矿山开采工作提供基础保障，但是矿山多数位于建筑区域、林业区域、山区等地形环境较为复杂的区域中，这样的地形条件也就要求测绘设备要具有先进性和精准性。在地形测绘工作开展的过程中，每一种测绘设备都具有自身独特的发展优势，但同时也具有较为明显的缺陷。在复杂地形环境下使用测绘设备，设备的性能可能会受到客观环境因素的影响，导致无法在测绘工作中发挥出自身实际的作用和价值，导致测绘工作实际效率受到严重的影响。RTK和全站仪设备作为现阶段矿山地形测绘中主要会使用的设备，能够快速、精准的对矿山地形环境进行测绘，减少测绘数据结果的误差行，能在最大程度上提升实际测绘工作开展的效率。

1.1 RTK技术工作的原理

RTK技术（如图1所示）主要是由现阶段的数字化通信技术、计算机互联网技术、无线电技术、以及定位技术共同组件的系统技术，在技术中的工作原理主要是利用载波相位观测量来完成测绘工作，总的来说是利用基准点对卫星定位信号进行接收，并且将监测点相关的数据及时传输给数据中心站，在中心站接收监测点相关数据和卫星定位数据后，对数据进行快速的处理和整理，然后在对载波相位的精准程度进行优化，这样就能获得较为精准的数据参数，利用坐标值和基准站的数据对流动站的实际定位坐标点进行确定，将RTK和定位坐标进行结合，生成平面坐标点位和高程值。与传统的测量设备相比较，RTK技术不会受到观测点之间存在的障碍物影响，通过卫星定位信号就能完成测绘，测绘工作的实际效率较高，不会因为环境条件、气候条件、地形条件等因素的影响，并且具有较为良好的而自动化，对工作环境要求较低，测绘结果的误差也相对较小，因此在现阶段矿山地形测绘工作中有着较为良好的应用优势[1]。

图1 RTK技术应用

1.2 全站仪设备的工作原理

全站仪设备（如图2所示）作为现阶段较为先进的测量设备，主要是由光、机、电所组成，在测绘工作中能够实现水平、斜距、平距、垂直角和高度差的车辆工作。主要的工作原理是在测量工作的准备阶段中，在已知点安装全站仪设备，利用内部的光电测量角系统、测距系来完成测绘工作，并且这两种系统中都含有光学望远镜、瞄准镜，在测量工作中需要对观测点目标进行校对1次，这样也能测量出观测点的角度和距离，利用自带的处理系统对相关数据资料进行及时的处理，根据数据结果得到观测点的三维坐标数值。在实际测量工作中，如果全站仪设备的布置和移动次数增加，也会累计误差值，提高数据结果误差的情况，但是现阶段全站仪设备已经是较为成熟的测量技术，也是测量工作中主要会使用到的设备仪器，能在一定程度上提升测量工作的实际效率，保证数据结果的准确性、实时性和有效性，为后续工作的开展奠定良好的基础条件。

图2 全站仪设备

2.1 在矿山地形测绘准备工作中的应用

矿山地形测绘（如图3所示）的准备工作能有效的确保测量数据的精准性，在准备工作中需要对已知的数据长度、角度进行测量，或者在山体的细节部位的平面点进行测绘等工作。但是现阶段测绘工作的准备阶段中，还需要加强高级控制点导线测量或者三角网测量的工作，从而获得精准程度更高的数据参数。但是从目前实际测量工作开展的情况来看，高级控制点的设置通常较少，并且距离矿山区域较远，要想对高级控制点进行测量，就需要投入更多的资源，并且设备和资料很难得到有效的保存，这也给测量工作带来许多的困难和阻碍。现阶段在矿山测绘工作中有效地将RTK技术进行应用，能确保测量数据结果的精准程度，保证坐标的准确性，从而满足矿山地形测绘工作的实际需求，并且对施工控制点进行使用[2]。

图3 矿山地形测绘

2.2 矿山地形控制测量工作开展的要点

如果矿山地形测绘工作中没有已经得到可以为测量提供参考的国家级控制点，要想实现精准的探线放样工作，就需要从相邻的控制点进行应用，如果相邻地区的控制点有2个，测量精准度符合国家相关的标准规范，这也能为矿山测量工作提供有效的参考。在使用控制点开展测量工作的时候，需要对RTK测量技术和系统进行全面的检查，建立RTK对测区距离最近的两个已知坐标数据的高级控制点测量，将所得到的坐标和已知坐标参数进行对比。例如XY坐标的误差值小于2cm，高程值小于3cm，说明两个控制点的点位坐标没有明显的误差情况，能够利用这两个控制点开展地形测绘工作，在测绘工作中充当控制点，同时也能够表示全站仪设备的使用没有受到卫星信号的干扰，全站仪设备使用情况较为良好。如果XY坐标误差值大于2厘米或者相差更大，就需要对误差值产生的原因进行详细的考察，如果是全站仪设备出现问题引起的误差，需要直接对设备进行更换。除此之外，以下几点原因也会导致测量数据误差情况的出现，本文在此对数据误差情况进行简要的阐述：

（1）基准站方向、投影方式、中心线经度、测量方式等要素的精准程度不足，导致数据误差情况的产生。

（2）RTK技术动态运行的过程中受到外界因素的干扰，不能保证流动站单杆与地面的垂直程度，例如收到蓄电池电量不足的影响（如图4所示）。

图4 蓄电池电池电量过低

（3）RTK通信技术使用的是超高频波动，传播的方式是空间波动，这样的方式很容易受到地形环境的改燃，导致数据误差问题的出现。

现阶段，在矿山地形测绘范围较大的情况下，为了能够有效地解决测量数据误差的问题，需要对RTK与全站仪设备应用的精准程度进行检测和分析，在矿山外设置6个定位控制点，利用设备对6个控制点进行测量，以此来对控制点中存在的误差情况进行分析和确定。

（4）在RTK与全站仪设备检查合格之后，需要对矿山测量区最佳的定位点进行选择，从而更好地实施RTK测量工作，每次的观测时间需要报纸在3min以上，这样才能够保证测量工作的正常完成，确保误差数值在一定的范围之内，如果依旧存在较为明显的误差情况，需要及时查找原因进行纠正，在问题纠正之后在重新对控制点进行观测[3]。

如表1所示，在矿山测量中综合使用全站仪和RTK的作用主要包括测量矿山区域的数字化地形图以及完善好勘探基线和基点布测工作。

表1 在矿山测量中综合使用全站仪和RTK的作用

3.1 测量矿山区域的数字化地形图

在实际矿山测量过程中，一般会使用全站仪进行数据采集，运用RTK储存数据。在应用RTK测量技术进行矿山地形测量时，仅需安排2各技术人员即可以顺利完成矿区地形测量，能够将标注好的坐标点位以及测量数据统计在一起，对所有地形测量数据实施信息化处理，借助成图软件进行信息编辑工作、信息转换工作，能够产生数字化特征比较强的矿山地形图。对于数据比较繁杂的矿山区域，技术人员可以先使用RTK安设根点，再运用全站仪测量待测矿山的地形条件、地标物特征，技术人员需要清晰标注出地标物的长度、宽度、属性信息，再使用RTK测量技术采集该地段位置的参数信息，并将获取的参数传输到计算机制图软件之中，利用软件的编译功能，产生矿山测量需要获得的地形图。

3.2 完善好勘探基线和基点布测工作

技术人员应该依照矿区的地质结构、矿体走向、矿内矿存量，对矿山区域实施基线勘探工作、基点布测工作，需要由专业能力比较强的技术人员参与勘探工作，在确定好矿区起始点和终止点的方位坐标以后，测绘人员可以直接将全站仪摆放在起始点位置上，在全站仪上输入勘探基线的参数值即可以开展勘探工作，能够清楚确定极限勘探的方向，在布测好勘测长度、勘测基点以后，应该确定每个点位的坐标。如若矿山测量区域出现通视条件不满足标准的问题时需要运用RTK测量技术进行放样处理。

4.1 优势

综合使用全站仪和RTK技术的应用优势主要包括三个方面，第一方面，测绘数据的精准度比较高，综合使用RTK和全站仪测定三维坐标，能够通过数据采集降低测绘误差，不但可以避免人工操作产生的不利影响，而且能够防治传统矿山测量工作中出现的误差。第二方面，测量效果比较好，工作人员一般会在开阔的矿山位置使用RTK方式，测量速度比较快。对于通视能力比较差的位置，通常会综合使用全站仪和RTK进行数据采集，既可以节省时间又能够降低技术人员花费的工作精力。第三方面，可以提升组织安排的合理性，可以使两种测量技术进行交叉作业，通过比对数据能够及时检查出是否会出现人为错误，有助于提升测量质量以及测量效率。

4.2 缺点

在使用全站仪以及RTK进行矿山测量的过程中，受到各种因素产生的不利影响，会存在一些缺点，在使用测量矿山时，会受到其它信号产生的影响，容易发生数据错误，技术人员需要对数据实施校正处理。与此同时，人为操作不到也会造成矿山测图存在问题，在输入矿山坐标时，因操作人员失误会存在坐标数据错误问题，技术人员应该加强核实工作。

RTK和全站仪设备各自都具有较为明显的优点和缺点，将两种测绘技术进行有效地结合，实现优缺点的互补，提高测绘工作开展过程中的抗干扰能力，减少外界因素对测绘数据结果造成的影响，实现精准、快速、全面的测绘技术，减少工作人员的实际工作量，在很大程度上提升工作的实际效率。现阶段，矿山区域的地形环境较为复杂，对设备的实际要求也相对较高，在这样的背景下，RTK与全站仪设备相互结合的使用，能够更好地为矿山后续的工作提供真实可靠的数据作为基础，不断促进我国矿山地形测绘行业的发展。