RTK加密控制测量在矿图数字化测绘中的应用研究

樊建军

（西安市勘察测绘院，陕西 西安 710054）

矿图数字化测绘是矿山工程中的重点内容，矿图数字化测绘对于精度具有很高的要求。但在以往的矿图数字化测绘相关研究中，主要将侧重点集中在测绘效率方面，但忽视了对于测绘精度的要求，导致传统矿图数字化测绘与实际相比存在较大误差，无法精准执导后续工作顺利开展[1]。因此，有必要针对矿图数字化测绘方法展开优化设计。RTK加密控制测量作为一种测量技术，以其高精度的优势在众多测量技术中脱颖而出，成为目前测绘领域中的主流应用技术。基于此，本文将RTK加密控制测量应用在矿图数字化测绘中，致力于降低矿图数字化测绘中误差，提高矿图数字化测绘精度。在此基础上，并通过设计实例分析的方式，证明本文设计基于RTK加密控制测量的矿图数字化测绘方法在实际应用中的有效性。

1 RTK加密控制测量概述

1.1 RTK加密控制测量工作原理

在对矿山绘图进行数字化测绘过程中，引进RTK加密控制测量技术，可实现对矿山的定点测绘。在此过程中，根据矿山的整体结构，在其中设置对应的基准站点，并使用基准站中的实时观测设备，对已知数据及实时获取的数据，进行接收处理，按照数据的接收顺序，将其按照一定规律传输给终端接收装置。终端接收装置是属于流动接收的，而将这些数据的测量相位值与当量值，进行载波计算，此时即可达到对矿图数字化测绘流动点与循环点的有效监测。

1.2 RTK加密控制测量操作方法

在矿山工程实际实施过程中，使用RTK加密控制测量技术，应在圈定的测绘范围内选择已知点，输出已知点的空间坐标，以正北方向作为标准方向，将已知点坐标表示为（x，y，z）。在完成两点定位后，选择其中一个已知点作为检查点，此时便可将另一点作为矿山测绘工程中的相对点，也称校正点，在此基础上，进行基站的架设，要求架设区域周边无相关干扰物，且地质相对空旷。同时在完成架设位置的选择后，按照测绘过程中的标准流程，进行对应仪器设备的安装，并且要将架设的装置与天线与有关连接通信设备进行连接，通过对数据的有效传输以及信息数据的计划性获取，确保测绘结果的准确性与时效性，以此完成对RTK加密控制测量的基本研究。

2 基于RTK加密控制测量的矿图数字化测绘方法

2.1 采集矿图数字化测绘数据

为获取矿图数字化测绘基础数据，基于RTK加密控制测量在测绘开展区域设置控制点，并将其作为测绘工程的结构基准[2]。在应用RTK加密控制测量，采集矿图数字化测绘数据的过程中，为确保矿图数字化测绘数据采集精度，本文引入PDOP位置精度因子，PDOP位置精度因子所表示的观测窗口状态信息，如表1所示。

表1 PDOP位置精度因子信息指标

结合表1所示，本文在采集矿图数字化测绘数据过程中，设置8个卫星，保证观测窗口状态始终处于良好。以此为前提，采集矿图数字化测绘数据。除此之外，还可以结合有经验的测绘专业技术人员根据自身丰富的工作经验对矿图数字化测绘数据进行特征提取，形成较为完整、清晰的矿图数字化测绘边界线。针对矿图数字化测绘数据获取偏差的问题，本文通过对矿图数字化测绘数据进行偏离精准度调试，为下文基于RTK加密控制测量处理矿图数字化测绘数据提供基础数据。

2.2 基于RTK加密控制测量处理矿图数字化测绘数据

完成矿图数字化测绘数据采集后，本文基于RTK加密控制测量处理矿图数字化测绘数据。通过RTK加密的方式，采用静态控制测量处理矿图数字化测绘数据。假定此过程可通过计算方程式加以表示，设其目标函数为，可得公式（1）。

公式（1）中，m指的是矿图数字化测绘数据特征点集合；j指的是RTK加密控制测量处理有效信息集合；v指的是RTK加密控制测量处理后的图像清晰度；f指的是RTK加密控制测量处理后的图像完整度；P指的是RTK加密控制测量处理后矿图数字化测绘数据的失真权值；C指的是点云数据集合；X指的是控制点空间点坐标；q指的是卫星个数[3]。通过公式（1），基于RTK加密控制测量满足矿图数字化测绘数据快速处理的高精度要求。

2.3 建立矿图数字化测绘数据3D绘图协议

在基于基于RTK加密控制测量处理矿图数字化测绘数据的基础上，集合矿图数字化测绘数据属性要素（包括：测绘勘查区名称、测绘勘查区编号、测绘勘查区面积及测绘重点工作区等），生成支持系统迭代分析的数据格式。分析矿图数字化测绘数据属性，制作相应的电子信息表。通过建立矿图数字化测绘数据3D绘图协议，实现矿图数字化测绘数据电子信息表的空间数据可视化。具体流程为：首先，通过HTML脚本制作Web交互式三维动画，以3D图形的形式渲染矿图数字化测绘数据。而后，利用OpenGL ES 2.0制作矿图数字化测绘数据API，允许文档对象模型接口。最后，利用部分Javascript实现矿图数字化测绘数据3D绘图自动存储器管理。

2.4 实现矿图数字化测绘

在建立矿图数字化测绘数据3D绘图协议的基础上，下述将结合AutoCAD 2010 平台，基于 CASS10．1 地形地籍成图软件，实现矿图数字化测绘。通过大比例尺矿图编绘，实现矿图数字化测绘信息显示。大比例尺矿图编绘的具体流程为：首先，在CASS10．1 地形地籍成图软件中调用上述处理完成的矿图数字化测绘影像数据，并将数据中的点位在矿图上进行显示，为大比例尺矿图编绘提供多元化的数据源。针对一些潜在的矿图数字化测绘信息进行重点特征分析，通过对多元次测绘工程信息的有效识别，根据成像结果进行类型的划分，采用定位的方式分析图像结果。再通过全色数据的正射校正，对矿图数字化测绘数据进行配准，形成点云文件数据密集。而后，将矿图数字化测绘数据的分辨率融合，实现对矿图的增强以及调色。最后，通过多景影像的镶嵌，手动勾绘等深线，对附加信息进行装饰，实现矿图数字化测绘，清除所有定义后未经引用的线型。至此，实现基于RTK加密控制测量的矿图数字化测绘。

3 实例分析

3.1 实验准备

本次实验部分针对基于RTK加密控制测量的矿图数字化测绘方法的实用性提出，实验对象选取某矿区。该矿区矿图数字化测绘标准精度，如表2所示。

表2 矿图数字化测绘精度（Km）

结合表2所示，实验软件为prueartwr-101分析平台，主要用于对矿图数字化测绘精度的测试。首先，使用本文基于RTK加密控制测量设计测绘方法，进行矿图数字化测绘，通过prueartwr-101分析平台测得测绘方法相邻点之间的距离中误差，记为实验组。再使用传统测绘方法，进行矿图数字化测绘，通过prueartwr-101分析平台测得测绘方法相邻点之间的距离中误差，记为实验组。在本次实例分析中，共设置10个控制点，记录实验结果。

3.2 实验结果

整理实验结果，如表3所示。

表3 两种测绘方法相邻点之间的距离中误差对比

通过表3可得出如下的结论：基于RTK加密控制测量的矿图数字化测绘方法在相同的控制点中相邻点之间的距离中误差最高为0.028；而传统测绘方法相邻点之间的距离中误差最高为0.785。基于RTK加密控制测量的矿图数字化测绘方法下的相邻点之间的距离中误差明显低于对照组，能够基于RTK加密控制测量对矿图进行精准数字化测绘，证明基于RTK加密控制测量的矿图数字化测绘方法可以满足矿图数字化测绘精度要求。

4 结语

本文通过实例分析的方式，证明了设计测绘方法在实际应用中的适用性，以此为依据，证明此次优化设计的必要性。因此，有理由相信通过本文设计，能够解决传统矿图数字化测绘中存在的中误差高的缺陷。但本文同样存在不足之处，主要表现为未对本次矿图数字化测绘结果的精密度与准确度进行检验，进一步提高矿图数字化测绘结果的可信度。这一点，在未来针对此方面的研究中可以加以补足。与此同时，还需要对RTK加密控制测量方法的优化设计提出深入研究，以此为提高矿图数字化测绘的综合质量提供专业性建议。