RTK結合全站儀在漈頭礦區地形測量中的應用

（福建省雙旗山礦業有限責任公司，福建 泉州 362500）

1 工程概括

漈頭礦區位于福建省德化縣境內，屬閩南山區，植物覆蓋較多，地質結構復雜，將對傳統全站儀的測量工作造成較大的影響。為了辦理邱村金礦漈頭礦區的探礦權，對礦業產權轄區內3.5平方公里的范圍進行1:2000的地形測量任務，所以本工程中使用滿足要求的RTK結合全站儀進行測量。

2 RTK的優點及局限性

目前工程中使用的RTK結合全站儀在測量工作具有精度高、無積累誤差、作業限制較少、系統控制集成化全面等優點[1]。不過受當前技術的限制仍有一定的局限性，如：作用距離有限、初始化時間長、信號丟失需重新連接等等。

3 RTK與全站儀聯合測圖的理論基礎

圖1 RTK系統組成與工作原理

①實時動態測量（RTK）的組成與原理。目前RTK系統的工作原理是通過基準點接收到衛星定位信號后將監測點位的相關數據進行傳輸，移動站則同時接收衛星定位及監測點位數據后使用差分處理，并進一步的調整載波相位的精度，由此得到坐標差值ΔX、ΔY、ΔZ。通過坐標差值與基準站得到數據就能計算出流動站點的真是的GPS坐標點，之后RTK將準確的GPS坐標生成各個流動站點的平面坐標點位和高程。②全站儀的組成與原理。全站儀在使用時可以自由設站測量，而在測量地形的測繪工作中主要使用極坐標法，以此生成與目標之間的距離高差等參數，然后生成三維數據。

4 RTK與全站儀聯合測圖分析

（1）已有測繪資料利用。漈頭礦區測繪區沒有已知的控制點，必須從邱村金礦的控制點引到漈頭礦區。邱村金礦已有的四等控制點二個。在使用控制點進行測繪前應檢查已有控制點的準確性，使用GPS對兩個以后控制點進行平面間距測試，對測邱村1#、邱村2#兩個控制點進行高差檢測。檢測結果如表1。

表1 平面和高程控制點檢測情況

從上述檢測情況可知，邱村1#、邱村2#兩個控制點的點位位置未見明顯錯誤，可作為本次作業中平面控制、高程控制的標準起點。此次作業測量地形，離邱村金礦控制點較遠，所以要從邱村金礦的控制點引點到漈頭村子里，便于日后測量用。漈頭的點號坐標為：

表2 引到測區的控制點

（2）采用的系統及設備。本次作業中的使用坐標標準是xian80，高程依據國家推行的標準高程基準，并使用高斯投影3°帶作為測繪的平面投影。本次測繪區域坐標為東經115°50’，北緯23°30’，屬27帶，中央子午線為117°。GPS RTK和實際工程測量和定位的測繪坐標均是在xian80進行完成的，因此二者之間不存在坐標轉換問題。本次測繪中使用的衛星定位設備使用的是rimble R8 GNSS系統，此設備的動態測量平度：平面±（10+1×l0-6D）mm、高程為±(20+2×10-6D)mm。

（3）數字化成圖。本次礦山測量區域的地形圖中用的是數字化測圖的方法，所使用的設備是拓普康(北京)科技發展有限公司生產的GTS-332N，南方衛星導航|廣州南方衛星導航儀器有限公司生產的GPS-RTK，成圖軟件使用的是CASS7.0。

圖2 漈頭金礦區地形圖（局部）1：2000

（5）實地檢查及精度分析。當完成外業和內業的測量工作以后，需對所得數據進行精度檢驗：使用全站儀在已知測量點進行距離測試，并將所得結果與資料進行比對，根據規范要求，對比結果在圖中的誤差小于0.1mm則說明所得的測繪結符合要求；另外還要對所測繪區域的地形、地貌進行檢測，如出現遺漏則應及時的更正補測，保證所測結果與現實區域地形、地貌一致。

5 研究結果比較分析

5.1 RTK與全站儀的誤差分析

（1）RTK誤差。①基準站因素：主要是基準站位置、定心調平、測量方法和天線高度精度等引起的誤差，坐標系、假設坐標值、投影方式、中心子午線經度或投影帶號、天線高度、參考站坐標以及參考站設置參數中坐標轉換參數的輸入誤差等。②流動站因素：在RTK動態運行過程中，由于各種因素的影響，無法保證流動站單桿的完全垂直。③數據鏈電臺傳輸因素：目前RTK通信主要采用超高頻波，雖然其在傳播中主要使用的是空間波，但卻易受到障礙物、地形及其它不同頻率的電波所影響。

（2）全站儀誤差。儀器誤差（由儀器本身確定，是客觀誤差源）、觀測誤差（由人員技術水平引起，是主觀誤差源）、外部影響誤差（受溫度、大氣折射等外部因素影響）；但這些因素不斷變化，且很難控制，這是一個可變的錯誤源。

5.2 RTK信號不好時的應對措施

采用RTK采集數據時，可以采取以下措施處理：盡可能設置基準站；盡量使兩個采集點之間的連接穿過磁極的中心；測量時增加RTK高度并固定；當不適合全站儀測量時，可采用浮點數法，當等待時間延長或手簿中的HRMS或VRMS右側的相應數據小于要求時，可以采用浮點解；如果在開放區域遇到非固定解，可以全部重啟，以達到固定解。

6 結語

RTK結合全站儀在進行數據采集時具有抗干擾能力強，外界因素影響小，點位精度分布均勻，增加測量精度以及減少人工等優點，可以隨時檢查實際測量中收集信息，保證數據的安全性和可靠性，避免漏測和返工，獲得較高的綜合效益。