摘要：在大范围复杂地形图测绘中，由于受制地形和外界环境条件影响，如果采用常规单一的方法进行测绘是非常困难的。RTK与全站仪测图，各有其优点和不足，了解RTK与全站仪的测量原理和技术特点，并以厦门抽水蓄能电站石莲弃渣场地形测量为背景，将两者进行有效的结合，可在保证测量的可靠性前提下，同时大大提高工作效率。
关键词：RTK技术；全站仪；地形测量
1 工程概况
厦门抽水蓄能电站石莲弃渣场（前期标准堆渣区）位于下库石莲沟内，设计渣顶高程为500.00m，堆渣边坡坡比为1：2，分别在470m、485m高程设3m宽的马道，筹建期容渣量为99.1万m3。
场地地形呈近圆形的较开阔小盆地，中间为一条冲沟，四周山体雄厚，植被发育，山顶高程都在800m以上，西南侧有一垭口，为水流集中出口处，盆地内小冲沟发育，主要有10条小冲沟，呈树枝状分布，在盆地底部汇流为主沟，常年流水，流量较大，呈NE向流入茂林溪，尤其在暴雨季节流量很大，沟底可见的冲刷下来的滚石，有的直径达几米。主沟高程在409.59~496.48m，盆地底部较平缓地带为梯田，村民房屋都集中在西北侧山坡上，分布高程多在510~530m，距离堆渣边界大于30m，高程在500m以下仅分布有2座民房，田地及民房较平缓，坡度一般10~15°左右，四周山坡坡度一般20~30°，往山顶逐渐变陡，局部呈陡崖，挡渣坝位置地形狭窄，场地地形条件较为复杂。
2 全站仪与RTK的工作原理及技术特点
2.1 全站仪的工作原理及技术特点
全站仪又叫全站型电子速测仪，由电子经纬仪、光电测距仪、数据处理系统与机载软件等组成为一体的三维坐标测量系统，它兼备测量距离（斜距和平距）、角度（水平角和竖直角）、高差、数据处理、数据记录与传输功能等功能。广泛适用于控制测量、地形测绘、施工放样及建筑物变形监测等工作。测量时通过架设仪器照准目标棱镜，调整望远镜目标成像，后经过光电测距及数据处理后可得目标数据。与早期的经纬仪相比，测量时人员只需2至3人即可，降低了工作强度，测绘的效率得到了很大的提高。
经过技术的不断发展，全站仪在地形测绘上与早期的经纬仪相比有了长足的进步，但在实际测量中仍存在一定局限性，主要归纳为以下4点：
（1）全站仪在测绘时必须要有可见光，且光线强度不能太弱，虽然全站仪测量自动化程度高，但是必须通过人眼主动找取并照准目标，在无光线或者光线强度太弱的条件下，人眼就很难发现并找到观测目标。
（2）全站仪在测绘时是测量设站点与目标点的平距和方位角，通过仪器自动计算出该点三维坐标，因此，两点之间通视条件不好或者无法通视，就无法测出数据，只能转点搬站。
（3）全站仪在测绘时虽然理论上在三棱镜的辅助下测距可达3公里左右的测程，但由于其望远镜的放大倍率有限、两点必须通视、测量往返信号太弱等的条件影响，为保证测量的精度，通常情况下单站最长测距为1公里。
（4）根据测量误差传播的原理，全站仪在测绘时因转点搬站、设站的次数越多，其误差累积就越大。随着测站的次数增加造成的误差的累积就越大，必然对测量的精度产生一定的影响。
2.2 RTK的工作原理及技术特点
RTK测量技术是实时动态测量，是以GPS全球定位系统基础上而发展出来的。RTK是根据GPS的相对定位概念，将基准站架设在已知点或未知点上，通过基准站接收卫星发射的无线信号给移动站，移动站将接收的卫星信号和收到的基准站所发射的信息进行实时的联合解算，求的移动站和基准站的坐标增量和高差ΔX、ΔY、ΔH，计算得出移动站的三维坐标数据，它可以实时提供测站点在指定坐标系中的厘米级精度的三维定位系统。
RTK测量技术不仅可胜任各种测绘外业，还可以减少测量的工作流程、测量人员、人为误差，而且保证了作业精度，极大地提高了野外作业效率。虽然RTK技术有着以往常规仪器所不能比拟的优势，但经过多年的工程实践证明，RTK技术仍存在以下5个方面不足：
（1）受空遮挡及环境的影响：例如在中、低纬度地区每天总有两次盲区，每次20～30分钟，在盲区时卫星几何结构强度较低，卫星信号强度较弱，RTK测量时很难得到固定解。同时由于在山区、林区及楼房密集区域等地方作业时，GPS的高度截止角最小范围为12~15°内受空遮挡因素，也会使GPS卫星信号强度变弱，容易造成失锁，可能存在无法完成初始化，影响正常测量作业，导致无法正常使用。
（2）受电离层的影响：RTK测量技术在每天中午的时候会收到空间电离层的干扰，由于公用的卫星数量较少，会出现初始化困难的状况，甚至还会可能存在无法完成初始化的情况，影响正常测量作业。
（3）受基站数据传输距离的影响：在基站数据的传输过程中，山区、树林、、河流、房屋建筑物、各种强烈干扰及和射卫星信号都会影响到数据的传输，这些外界环境的干扰会使信号传输的减弱，极大的影响到测量的精度和作业的半径。
（4）受高程异常问题的影响：因为高程异常主要分布在高山和某些高程变化极大的地区，有着较大误差，还有些地方可能存在空白区域，RTK测量模式要求高程转换时必须精确，这就使得高程转换的工作变得比较困难，精度也存在不均匀的状况，极大影响RTK的高程测量精度。
3 全站仪与RTK技术的联合测量
因石莲弃渣场测区内存在大片树林，河流及遮挡等因素的影响，造成信号反射的条件较差，同时由于前期施工时间紧迫、任务繁重，项目内所有开挖出渣都需弃于此处，如单纯使用RTK进行碎步测量采集，虽然速度快、效率高，但是由于环节因素影响，局部地区存在信号干扰和盲区，单一使用全站仪进行测量作业效率又太低，为此在测量时，结合全站仪与RTK测量的优点，扬长避短，在保证测量精度的前提下，高效地按时完成该地区的测量作业。
3.1人员分配
全站仪和RTK联合测量人员分为两组，RTK测量组员共有3人，其中一人负责持RTK及手部进行采点，一人负责绘制草图、另一人负责与全站仪组人员沟通协调，全站仪测量组员共有3人，一人负责操作仪器、一人负责跑杆、另一人负责绘制草图，最后两组负责绘制草图的人员将野外采集的数据合并导入电脑中，并通过南方CASS软件展点绘制成图。
3.2数据的采集
在对该地区的地形及环境条件进行深入的分析和探讨后，根据地形实际情况，对地形特征点分别进行测量采点。对于在地势较为平缓的山包无遮挡物的地区使用RTK进行碎步测量踩点，其余地方如树林、河流、深沟、陡峭山坡等区域采用全站仪的有棱镜和无棱镜模式进行碎步测量。每次外业结束，将全站仪和RTK所采集的数据导出至电脑，用南方CASS软件进行展点，对于点位分布不均匀及稀疏的地方及时进行补测，后与已有数据合并展点绘制成图。
结束语：
在有些地区，采用单一的使用RTK容易受到树林、建筑物及强磁场干扰等不利因素限制，如单纯使用全站仪时又会受到测距、植被、地形等条件影响，都无法单独使用进行测量。将全站仪和RTK的联合使用进行数据采集，取长补短、不仅方便、快速、高效、可靠，又能很好的完成地形图的测绘工作，具有一定的工程应用价值，对于相关的技术研究，为此本文实例可为以后从事该行业工作的技术人员提供些借鉴。
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论文作者:肖海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/17
标签：测量论文; 高程论文; 全站仪论文; 地形论文; 作业论文; 技术论文; 精度论文; 《基层建设》2019年第18期论文;