礦山測(cè)量中GPS—RTK技術(shù)的應(yīng)用研究

王霆

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在礦山測(cè)量中得以廣泛應(yīng)用，并在應(yīng)用中GPS測(cè)量技術(shù)得以快速的發(fā)展，RTK即是GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)上的一個(gè)新突破，其將常規(guī)測(cè)量方法中需要事后計(jì)算才能獲得的厘米級(jí)精度可以在野外實(shí)時(shí)獲得，所以GPS-RTK技術(shù)可以說(shuō)是GPS應(yīng)用的重大里程碑，為礦山測(cè)量注入了新鮮活力，有效提高了外業(yè)作業(yè)的效率。文章從GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性入手，對(duì)GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的作業(yè)流程、技術(shù)缺陷及作業(yè)中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù)；優(yōu)越性；注意事項(xiàng)；應(yīng)用

1 GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性

1.1 不僅能夠確保測(cè)量的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，由于其可以在野外測(cè)量時(shí)能夠達(dá)到厘米級(jí)的超高精度，這是普通的測(cè)量設(shè)備及測(cè)量技術(shù)無(wú)法比擬的。

1.2 利用較少的人力和物力，實(shí)現(xiàn)較高的作業(yè)效率。RTK測(cè)量技術(shù)在作業(yè)時(shí)所利用的人力和物力不到傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的三分之一，即時(shí)達(dá)到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)測(cè)量作業(yè)效率的3倍以上，所以不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)性，而且作業(yè)效率較高。

1.3 在野外作業(yè)時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示出測(cè)量結(jié)果。利用傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)是需要對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后才能獲得結(jié)果的，而GPS-RTK技術(shù)可以直接將測(cè)量的結(jié)果以厘米級(jí)的精度顯現(xiàn)出來(lái)，不需要再進(jìn)行計(jì)算，所以可以直接在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核查。

1.4 可以在測(cè)量過(guò)程中確保數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)，在有障礙物出現(xiàn)時(shí)，能夠自動(dòng)的捕獲到衛(wèi)星進(jìn)行重新定位，其利用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，通過(guò)對(duì)載波未知數(shù)的快速解算，從而確保所及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的獲取地質(zhì)測(cè)量的數(shù)據(jù)。

1.5 不需要進(jìn)行通視的設(shè)置即可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量需要，而且可能保證二十四小時(shí)的連續(xù)性作業(yè)要求。

1.6 在利用GPS-RTK進(jìn)行礦山測(cè)量時(shí)，需要進(jìn)行測(cè)量基站的設(shè)置，一旦基站設(shè)備完成，則可以單人即可完成對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的獨(dú)立操作，而且還可以設(shè)置出多個(gè)可流動(dòng)的測(cè)量基站，有效的提高了測(cè)量的作業(yè)的效率。

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在完成礦山測(cè)量任務(wù)時(shí)，完成設(shè)置以后，測(cè)量系統(tǒng)完全可以由單人進(jìn)行獨(dú)立的操作，還可以設(shè)置出多個(gè)可流動(dòng)的測(cè)量基站，有效的提高了測(cè)量的作業(yè)效率和測(cè)量的精確度，同時(shí)礦山測(cè)量中，其GPS-RTK測(cè)量中工作質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)，需要由GPS技術(shù)系統(tǒng)、RTK技術(shù)設(shè)備、測(cè)量基站周邊的環(huán)境、工作人員的使用能力和應(yīng)用的技術(shù)的相互配合，確保操作的規(guī)范性，在保證測(cè)量作業(yè)的精確度的同時(shí)，其測(cè)量作業(yè)的工作質(zhì)量也會(huì)有所保障。

2 GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的作業(yè)流程

2.1 基準(zhǔn)站的安置基準(zhǔn)站的安置條件

2.1.1 基準(zhǔn)站可設(shè)立在精確坐標(biāo)的已知點(diǎn)上，也可設(shè)立在條件較好的未知點(diǎn)上。

2.1.2 基準(zhǔn)站安置應(yīng)選擇在地勢(shì)較高、通視無(wú)遮擋、電臺(tái)有良好覆蓋區(qū)域的地方，首選是測(cè)區(qū)中央地區(qū)。

2.1.3 為防止多路徑效應(yīng)和數(shù)據(jù)鏈的丟失，基準(zhǔn)站200m范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)高壓電線、無(wú)線電發(fā)射臺(tái)等干擾源，周?chē)鷳?yīng)無(wú)GPS信號(hào)反射源。

2.2 流動(dòng)站的配置在實(shí)施野外測(cè)量前的準(zhǔn)備工作

2.2.1 按照操作規(guī)范，把流動(dòng)站各個(gè)附件連接好。

2.2.2 根據(jù)工程項(xiàng)目，設(shè)定工程名稱(chēng)。

2.2.3 根據(jù)測(cè)區(qū)位置，準(zhǔn)確的輸入當(dāng)?shù)匾阎鴺?biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。流動(dòng)站的數(shù)據(jù)采樣率一般設(shè)置為1～2s，高度截止角通常設(shè)定為10°。

2.2.4 實(shí)施工程放樣前，事先要把每個(gè)需要放樣的工程坐標(biāo)準(zhǔn)確無(wú)誤的輸入手簿中，以便在野外實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的放樣，節(jié)省了作業(yè)時(shí)間。

3 GPS-RTK技術(shù)的缺陷以及測(cè)量作業(yè)中的注意事項(xiàng)

3.1 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)存在的缺陷

3.1.1 每種測(cè)量值都是應(yīng)該獨(dú)立進(jìn)行觀測(cè)，所以在測(cè)量工作開(kāi)始之前，應(yīng)該對(duì)測(cè)量先進(jìn)行對(duì)比，并且查看測(cè)量?jī)x器是否處于正常狀態(tài)，對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)查看是否真實(shí)可靠。

3.1.2 如果測(cè)量環(huán)境周邊都是高山深谷、或者是高樓大廈比較密集，RTK測(cè)量技術(shù)肯定會(huì)受到影響和制約，造成應(yīng)用的限制。

我國(guó)現(xiàn)有的高程異常圖，特別是深山地區(qū)，有很大的數(shù)據(jù)上的誤差，還有很多地區(qū)都還沒(méi)有做出監(jiān)測(cè)，這種情況下GPS技術(shù)想要通過(guò)轉(zhuǎn)換達(dá)到正常比較的困難，還會(huì)造成精度上的準(zhǔn)確。

3.1.3 傳統(tǒng)的衛(wèi)星高度因素有時(shí)會(huì)制約測(cè)量結(jié)果，在某個(gè)區(qū)域或者時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行解算，結(jié)果導(dǎo)致無(wú)法得到固定的雙差解值。

3.1.4 野外測(cè)量作業(yè)時(shí)，通常需要大量的電池或者電瓶進(jìn)行大容量的電力供應(yīng)，這樣才能確保連續(xù)性的作業(yè)，提高作業(yè)的工作效率。

3.2 GPS-RTK技術(shù)測(cè)量過(guò)程中的注意事項(xiàng)

3.2.1 為了保障測(cè)量的精準(zhǔn)度，測(cè)量作業(yè)的基站與移動(dòng)站之間的距離不可以超過(guò)10km，因?yàn)镚PS-RTK在測(cè)量過(guò)程中將有誤差來(lái)源，如多路徑效應(yīng)、點(diǎn)位對(duì)中誤差等。

3.2.2 對(duì)外業(yè)測(cè)量其實(shí)就是為了做出內(nèi)業(yè)的圖紙，多設(shè)置測(cè)量點(diǎn)就是為了可以可以得到更加精確的圖紙，并且為了保證準(zhǔn)確性還需要適時(shí)的繪制草圖。

3.2.3 想要獲得更加精確的高程定位，就應(yīng)該跟測(cè)區(qū)分布的控制點(diǎn)相連接，進(jìn)行聯(lián)測(cè)，這樣就可以得到精準(zhǔn)度較高的數(shù)據(jù)參數(shù)。

4 GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量作業(yè)中應(yīng)用

4.1 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在礦山地形測(cè)繪中的應(yīng)用

通常情況下進(jìn)行礦山地形測(cè)圖時(shí)，需要將控制點(diǎn)與加密圖中的控制點(diǎn)進(jìn)行有效的結(jié)合，利用經(jīng)緯儀測(cè)圖法和平板儀測(cè)圖法來(lái)進(jìn)行測(cè)繪，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，利用全站儀及電子手簿的編碼方法，使用測(cè)圖軟件來(lái)進(jìn)行地形圖的繪制，需要二三個(gè)人一起進(jìn)行操作才能完成。但利用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)則只需要單人就可以在測(cè)繪點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，而且通過(guò)專(zhuān)業(yè)測(cè)圖軟件可以自動(dòng)輸出所需要的地圖地貌。同時(shí)在對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以在不互相通視的情況下進(jìn)行，這有效的提升了測(cè)圖作業(yè)的效率，確保了測(cè)量的準(zhǔn)確度。

4.2 GPS-RTK技術(shù)在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用

礦山的工程測(cè)量作業(yè)作為一項(xiàng)重要的測(cè)量?jī)?nèi)容，由于其工作環(huán)境大多都處于深山林地中，不具備良好的通視條件，所以在傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)中只能做一些簡(jiǎn)單的普查工作，沒(méi)有辦法進(jìn)行加密性測(cè)量。而且這些地區(qū)利用傳統(tǒng)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)則會(huì)容易得多，只需要在礦山中確定合適的控制點(diǎn)，即可將整體參數(shù)測(cè)量出來(lái)。同時(shí)將GPS接收機(jī)在礦山的適合位置進(jìn)行安裝后即可當(dāng)成基準(zhǔn)站，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量的記錄工作，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)測(cè)量，而且確保測(cè)定出來(lái)的數(shù)值的精確性，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)，確保其符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用，使礦山測(cè)量工作發(fā)生了質(zhì)上的飛躍，不僅改變了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，而且實(shí)現(xiàn)了在不通視的情況下進(jìn)行遠(yuǎn)距離的測(cè)量，測(cè)量精度實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)，而且具有實(shí)時(shí)性，在測(cè)量工作中不需要太多的物力和人力的支持即可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確測(cè)量，測(cè)量數(shù)值具有高精度，確保了測(cè)量工作效率的提高。但由于GPS-RTK技術(shù)需要在依靠衛(wèi)星數(shù)及數(shù)據(jù)鏈等外界條件的支持，所以在礦山測(cè)量中會(huì)出現(xiàn)無(wú)法正常作業(yè)的情況發(fā)生，所以還需要在應(yīng)用中對(duì)GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行不斷的完善，使其更好的為礦山測(cè)量服務(wù)。

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