测绘工程中全站仪与RTK联合测量的应用实践

引言

测绘工程是各类工程建设的基础，其成果为工程规划、设计、施工及运营管理提供重要的数据支撑。随着现代工程建设规模的不断扩大和精度要求的日益提高，单一的测量技术往往难以满足复杂工程场景的需求。全站仪凭借其高精度的角度和距离测量能力，在小范围、高精度测量中表现出色；而RTK 技术则以其快速、实时获取三维坐标的优势，在大范围、动态测量中发挥重要作用。

将全站仪与RTK 进行联合测量，能够实现优势互补，克服单一技术的局限性，提高测量工作的效率和精度。因此，深入研究全站仪与RTK 联合测量在测绘工程中的应用实践，对于推动测绘技术的发展和提升工程测量水平具有重要的现实意义。

一、全站仪与RTK 技术特点分析

（一）全站仪技术特点

全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，主要由望远镜、水平度盘、竖直度盘、测微器、数据处理系统等部分组成。其主要功能是同时进行角度测量（水平角和竖直角）和距离测量（斜距、平距、高差），并能自动完成数据的记录、计算和存储。

全站仪的优势在于测量精度高，角度测量精度可达 ±2^′′ ，距离测量精度在1km 范围内可达 ± （2mm+2ppm×D ）（D 为距离），适用于对精度要求较高的工程测量，如建筑轴线放样、桥梁变形监测等。此外，全站仪不受天气和通视条件的严格限制，在复杂地形和建筑物密集区域也能开展工作。

（二）RTK 技术特点

RTK 技术是在 GPS（全球定位系统）基础上发展起来的实时动态定位技术，由基准站、流动站和数据链组成。基准站接收卫星信号并实时发送给流动站，流动站同时接收卫星信号和基准站的差分信号，通过数据处理实现厘米级精度的实时定位。

RTK 技术的最大优势是测量速度快，能够在短时间内获取大量点位的三维坐标，且不需要两点间通视，适用于大范围的控制测量、地形测绘、道路放样等工作。此外，RTK 操作简便，只需一人即可完成测量工作，大大降低了人力成本。

二、全站仪与RTK 联合测量的优势

（一）互补性提升测量精度

全站仪在近距离、高精度测量中精度稳定，而RTK 在大范围测量中能快速提供整体框架坐标。联合测量时，可利用RTK 快速建立大范围的控制网，为全站仪测量提供高精度的起算数据；对于控制网中的关键点位或精度要求极高的区域，再用全站仪进行精密复测和加密，从而在保证整体测量精度的同时，提高局部区域的测量精度。

（二）提高测量效率

RTK 能够快速完成大范围的地形测绘和点位放样，减少了全站仪的搬站次数和测量时间。在建筑物密集区域，全站仪可发挥其通视条件要求低的优势，完成RTK 难以测量的点位；而在开阔区域，RTK 则可高效完成测量任务，二者配合使用，大幅提高了整体测量效率。

三、全站仪与RTK 联合测量的应用实践流程

（一）前期准备工作

资料收集与分析：收集测区的地形图、控制点资料、工程设计图纸等，分析测区的地形地貌、地质条件和周边环境，确定测量范围、精度要求和控制点的分布情况。

仪器检查与校准：对全站仪和 RTK 设备进行全面检查，包括电池电量、仪器参数设置、测量精度校准等，确保仪器处于正常工作状态。全站仪需进行2C 值、指标差等项目的校准，RTK 需检查基准站和流动站的通讯是否正常。

控制网布设规划：根据测区范围和精度要求，规划控制网的布设方案。采用 RTK 技术布设一级或二级控制网，作为整体测量的框架；在控制网的基础上，根据需要用全站仪布设加密控制点。

（二）控制测量阶段

RTK 基准站设置：选择测区中心附近地势较高、视野开阔、无强电磁干扰的位置设置基准站，将

基准站接收机与天线安装在三脚架上，进行对中整平，输入基准站的已知坐标或采用单点定位获取近似坐标，启动基准站并开始发送差分信号。

RTK 流动站测量：流动站操作人员携带设备在测区内按照规划的控制网点位进行测量，当流动站接收到足够数量的卫星信号和基准站的差分信号后，即可实时获取点位的三维坐标，每个控制点测量3-5 次，取平均值作为最终结果。

（三）碎部测量与放样阶段

碎部测量：在开阔区域，采用 RTK 流动站进行碎部点测量，快速采集地形、地物特征点的坐标和高程，如道路边线、建筑物角点、树木位置等。在建筑物密集、遮挡严重的区域，使用全站仪进行碎部测量，通过极坐标法或支距法测量点位坐标，确保所有碎部点都能被准确采集。

工程放样：根据工程设计图纸，将设计点位的坐标输入全站仪或RTK 设备中。在开阔区域，采用RTK 进行快速放样，流动站操作人员根据设备显示的偏差值，将目标点位放样到实地。在精度要求较高或通视条件较差的区域，使用全站仪进行放样，通过调整望远镜瞄准目标，使放样点的偏差控制在允许范围内。

（四）数据处理与成果输出

数据检查与整理：对测量过程中采集的数据进行检查，包括数据的完整性、准确性和一致性，剔除错误数据和异常值。将全站仪和RTK 测量的数据导入计算机，统一坐标系统和数据格式。

数据处理与分析：利用专业的测绘数据处理软件，如CASS、ArcGIS 等，对测量数据进行处理，生成地形图、断面图、放样报表等成果。对联合测量的精度进行评定，分析误差来源，确保测量成果满足工程要求。

四、联合测量应用中存在的问题

（一）坐标系统转换误差

全站仪测量通常采用地方独立坐标系统，而RTK 测量基于 WGS-84 坐标系统，在联合测量中需要进行坐标系统转换。由于坐标转换参数的精度受已知控制点数量和分布的影响，可能会引入转换误差，影响测量成果的一致性。

（二）仪器操作不规范

全站仪和RTK 的操作都有严格的规范要求，若操作人员操作不规范，如全站仪对中整平偏差过大、RTK 流动站天线高度量测不准确等，都会导致测量误差增大，降低测量精度。

五、优化策略

（一）提高坐标系统转换精度

合理选择已知控制点，确保控制点在测区均匀分布，数量不少于 3 个。采用最小二乘法等精确的坐标转换方法求解转换参数，并对转换参数进行检验和优化，减少坐标系统转换误差。在联合测量过程中，定期对控制点进行复测，验证坐标系统的一致性。

（二）加强人员培训与管理

加强对测量人员的专业培训，使其熟练掌握全站仪和RTK 的操作规范和技术要求，提高操作技能。建立严格的岗位责任制，明确各岗位的职责和工作要求，加强对测量过程的质量控制，确保测量操作的规范性。

结语

全站仪与RTK 联合测量在测绘工程中具有显著的优势，能够实现精度与效率的有机结合，适应不同复杂环境下的测量需求。通过前期充分的准备工作、科学的控制测量、高效的碎部测量与放样以及严谨的数据处理，联合测量能够为工程建设提供高质量的测量成果。

参考文献

[1]全站仪联合 RTK 解决矿山测量精度的方案探析[J].何远.世界有色金属，2022（16）[2]全站仪联合 RTK 在矿山测量中的应用[J].董浩浩.陕西煤炭，2021（04）[3]全站仪联合 RTK 在矿山测量中的应用探析[J].段柏文.世界有色金属，2022（08）参考文献