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摘要:我国地广物博,地质条件比较复杂,给土地测绘工作带来了很大的挑战,但是随着经济的发展和科技的进步,新的技术开始不断应用到土地测绘中去,给土地测绘工作带来了便利。GPS技术的发展使得定位的精度也不断的提高,但定位的方法却在不断地简化,这使得GPS技术在各地的地籍测绘的工作中得到了广泛的应用。本文研究GPS RTK技术在自看矿产勘查中工作的应用,对于在地质矿产勘查工作中良性发展的一些积极意义。
关键词 GPS RTK 地质测绘 应用
【分类号】:P228.4
引言
自20世纪80年代以来,我国已出现了许多具有先进水平的地面测量仪器,如电子经纬仪、数字水准仪、激光扫平仪、精密测距仪等等,这些先进技术工具的出现为我国工程测量走向数字化、现代化提供了必要的基础和有利的条件。自1994年GPS在美国全面建成后,这项发明给测绘带来了本质性的改变,由于GPS地定位技术速度快、费用省、效率高、精度好、操作易控制等特性,被广泛用于土地的测量中。伴随着GPS差分定位和RTK实时差分定位系统的发展,单点定位精度的逐年提升,GPS技术在地质勘察剖面测量、石油物探点定位等领域将会有更为广泛的运用前景。
一、GPS技术定位原理
近年来,在GPS高精度定位技术的方面有了两种新的定位法,它们分别是网络TRK技术以及精密单点定位技术。随着这两种技术的不断完善,应用范围在逐渐扩大,将改变原有的很多GPS的工作模式,很大幅度的提高了GPS测量的效率和定位的精度。
RTK技术又被称为虚拟参考站技术,它是一种以多个GPS作为参考站来观测数据。形成组合观测值,就如同一个在流动站附近的虚拟观测站,更方便确定模糊度参数,可以快速的计算流动站的精度信息。
目前,我国有很多的国土部门以及地震部门已经建立了该系统,应用到了地籍的测绘中。
精密单点定位技术的定位原理类似于单点定位,利用双频载波相位来观测,但需要外部来提供精密轨道以及卫星钟差。该技术多用于生产实践,改变了现有的GPS作业方式,提高了GPS作业效率,同时对测绘工作也产生了不可限量的影响。
二、地质测绘的具体作业方式
地质测绘是为进行地质调查和矿产勘查及其成果图件的编制所涉及的全部测绘工作的总称。在地球物理勘查领域中, 主要包括地质点测量、地质剖面测量、物化探测量、矿区控制测量、矿区地形测量、勘探网布测、勘探工程定位测量及有关图件的编制, 目的是为进一步地质找矿提供基础资料。
(一)控制测量方面
GPS控制测量主要是为后续放线工作和参数计算提供作业依据。
通过在工区布设控制网, 能够架设基准测站, 以便移动站能够快速施测。在工区内布设的GPS控制点均匀分布,控制整个工区范围,可以选择合理的同名点,计算手持GPS所用的三参数(△x、△Y、△z)、平面转换的四参数(△x、△Y、 K)和空间转换的七参数(△x、△Y、△z、a、p、r、K),这样能极大地提高测点点位精度。
目前,在地球物理勘查领域中,GPS控制测量主要是D级网和E级网,一等网和二等网。采用的网连接方式有边连式、网连式和混连式,主要是构成三角形网和环形网。这样使得网形几何结构强,有较强的自检性和可靠性。这类型控制网的内检核精度能达到0.2米以内,外检核精度也在0.5米以内,完全满足工区
设计的需要。
我国各地区都建立起了连续运行CORS站系统, 与传统的GPS作业相比连续运行参考站具有作用范围广、精度高、野外单机作业等众多优点,这就避免了国家等级点破坏而无法解算GPS控制点成果,我们只要针对工区按要求进行合理布设自由控制网,通过GPS点, 利用CORS站进行就可以获得所需坐标成果。
另外,GPS控制网中要连测几个国家等级三角点、水准点和GPS点,主要是用于外部检核,确保数据准确合理。
(二)放线方面
在物探领域中,RTK主要是用于放线,其中有规则测网、不规则测网、自由网和剖面测量等。这就要求技术人员根据设计,按照工区界线和测线2yt,2角,布设测线,然后通过与测线与工区界线的交点,量取测线端点坐标。这样结合工区地形就完成了准备工作。
具体测量过程中,在测区合适控制点上作为基准站,安置接收机连续跟踪所有可见卫星,其他GPS仪器作为移动站,经过在其他已知点上校正无误后,开始测量,测量是根据软件自动生成的一定间距的点进行测定,并用木桩在实地标记好
点线号。
内业资料主要是整理较差表、检查表、图件编绘和自检互检表等。
对于较差表主要是实测坐标与设计坐标进行比较,通过求出平面测点点位偏差△D,来判断点位偏移情况。例如某工区1:10000磁法测量中,网度为l00m×20m,这样我们通过软件计算出每条测线上所有测点坐标,利用实测坐标进行计算差值。考虑到偏移问题,通过平面旋转,可以使得测绘XY坐标轴转化成为X/ Y/ 坐标轴,该坐标轴与测线方向和垂直测线方向一致。这样在EXCEL表格中,可以很方便地查看偏移点是否符合磁法要求测量数据检查表主要是两次测量坐标进行比较,进行同精度检查,计算测点中误差MD和MH,作为数据质量的评定标准。
(三)在矿区地形测量中的应用
在地质矿产勘查详查阶段,要使用大比例尺地形图,但地质矿产勘查区域往往都是高山地区,地形尤其复杂,若用常规测量仪器实测,不仅要先布设图根点,且要求在通视条件下测量碎部点。这就造成作业难度增加,作业时间延长。而利用GPS RTK技术可以很好的解决以上问题,其测定点位时不要求点间通视,仅需一人操作,便可完成测量工作,作业效率成倍提高。测图时,仅需一人背着仪器在要测的碎部点上呆上一、二秒钟并同时输入特征编码,通过电子手簿或便携微机记录,在点位精度合乎要求的情况下,把一个区域内的地形地物点位测定后回到室内或在野外,由专业测图软件即可输出所要求的地形图。
由于经济的快速发展,矿区地表变化快,控制点破坏率极高,测量人员需要进行大量的地形图补测和修测工作。另外,矿区储量管理和开采监督、矿区资源环境整治、矿区规划建设等也都离不了大量新的矿区地形信息。利用GPS RTK技术很好的解决了不做控制又能实时采集野外数据的问题,方便了内业地形图的及时补测与修测,确保矿区地图信息的实时性。
实践经验证明,GPS RTK测量技术在地质矿产勘查地形测量中有巨大优越性,改变了传统测量模式,给测量手段带来了重大的技术变革,极大地方便了地质矿产勘查测量人员的日常工作,节省了人力,缩短了成图的周期。
三、 结语
在科学技术飞速发展的今天,GPS RTK技术以其强大而独特的优点和功能充分展示了其在地质矿产勘查工作重应用的优越性,实时完成厘米级精度定位和不通视情况下的远距离三维坐标量测,具有需要测量人员少、速度快、精度高等特点,极大地提高了工作效率。但它也存在一定的不足,如不能满足更高精度的要求,易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况等影响,稳定性较差,在精度和稳定性方面均不及全站仪。在地质矿产勘查测量中它的这种依赖于有足够的卫星数和稳健的数据链等外界条件的作业方式显得尤为突出,有时会出现无法正常作业的情况。这就需要不断完善GPS RTK技术,寻求先进的作业方式。随着CORS参考站的建立以及GPRS和CDMA技术的应用,GPS RTK技术将不断成熟,必将更好的服务于地质矿产勘查测量。
参考文献:
[1]康慧明、杨茂盛、张淼.GPSRTK技术在地籍测量中的应用分析[J].山西建筑.2010(17)
[2]王玉霞.GPS技术应用于地质测绘探讨[J].大科技.科技天地,2010(12)
[3] 王港淼,张明.GPS RTK技术在地质矿产勘查中的应用[J] .矿山测量,
2011(2).
关键词 GPS RTK 地质测绘 应用
【分类号】:P228.4
引言
自20世纪80年代以来,我国已出现了许多具有先进水平的地面测量仪器,如电子经纬仪、数字水准仪、激光扫平仪、精密测距仪等等,这些先进技术工具的出现为我国工程测量走向数字化、现代化提供了必要的基础和有利的条件。自1994年GPS在美国全面建成后,这项发明给测绘带来了本质性的改变,由于GPS地定位技术速度快、费用省、效率高、精度好、操作易控制等特性,被广泛用于土地的测量中。伴随着GPS差分定位和RTK实时差分定位系统的发展,单点定位精度的逐年提升,GPS技术在地质勘察剖面测量、石油物探点定位等领域将会有更为广泛的运用前景。
一、GPS技术定位原理
近年来,在GPS高精度定位技术的方面有了两种新的定位法,它们分别是网络TRK技术以及精密单点定位技术。随着这两种技术的不断完善,应用范围在逐渐扩大,将改变原有的很多GPS的工作模式,很大幅度的提高了GPS测量的效率和定位的精度。
RTK技术又被称为虚拟参考站技术,它是一种以多个GPS作为参考站来观测数据。形成组合观测值,就如同一个在流动站附近的虚拟观测站,更方便确定模糊度参数,可以快速的计算流动站的精度信息。
目前,我国有很多的国土部门以及地震部门已经建立了该系统,应用到了地籍的测绘中。
精密单点定位技术的定位原理类似于单点定位,利用双频载波相位来观测,但需要外部来提供精密轨道以及卫星钟差。该技术多用于生产实践,改变了现有的GPS作业方式,提高了GPS作业效率,同时对测绘工作也产生了不可限量的影响。
二、地质测绘的具体作业方式
地质测绘是为进行地质调查和矿产勘查及其成果图件的编制所涉及的全部测绘工作的总称。在地球物理勘查领域中, 主要包括地质点测量、地质剖面测量、物化探测量、矿区控制测量、矿区地形测量、勘探网布测、勘探工程定位测量及有关图件的编制, 目的是为进一步地质找矿提供基础资料。
(一)控制测量方面
GPS控制测量主要是为后续放线工作和参数计算提供作业依据。
通过在工区布设控制网, 能够架设基准测站, 以便移动站能够快速施测。在工区内布设的GPS控制点均匀分布,控制整个工区范围,可以选择合理的同名点,计算手持GPS所用的三参数(△x、△Y、△z)、平面转换的四参数(△x、△Y、 K)和空间转换的七参数(△x、△Y、△z、a、p、r、K),这样能极大地提高测点点位精度。
目前,在地球物理勘查领域中,GPS控制测量主要是D级网和E级网,一等网和二等网。采用的网连接方式有边连式、网连式和混连式,主要是构成三角形网和环形网。这样使得网形几何结构强,有较强的自检性和可靠性。这类型控制网的内检核精度能达到0.2米以内,外检核精度也在0.5米以内,完全满足工区
设计的需要。
我国各地区都建立起了连续运行CORS站系统, 与传统的GPS作业相比连续运行参考站具有作用范围广、精度高、野外单机作业等众多优点,这就避免了国家等级点破坏而无法解算GPS控制点成果,我们只要针对工区按要求进行合理布设自由控制网,通过GPS点, 利用CORS站进行就可以获得所需坐标成果。
另外,GPS控制网中要连测几个国家等级三角点、水准点和GPS点,主要是用于外部检核,确保数据准确合理。
(二)放线方面
在物探领域中,RTK主要是用于放线,其中有规则测网、不规则测网、自由网和剖面测量等。这就要求技术人员根据设计,按照工区界线和测线2yt,2角,布设测线,然后通过与测线与工区界线的交点,量取测线端点坐标。这样结合工区地形就完成了准备工作。
具体测量过程中,在测区合适控制点上作为基准站,安置接收机连续跟踪所有可见卫星,其他GPS仪器作为移动站,经过在其他已知点上校正无误后,开始测量,测量是根据软件自动生成的一定间距的点进行测定,并用木桩在实地标记好
点线号。
内业资料主要是整理较差表、检查表、图件编绘和自检互检表等。
对于较差表主要是实测坐标与设计坐标进行比较,通过求出平面测点点位偏差△D,来判断点位偏移情况。例如某工区1:10000磁法测量中,网度为l00m×20m,这样我们通过软件计算出每条测线上所有测点坐标,利用实测坐标进行计算差值。考虑到偏移问题,通过平面旋转,可以使得测绘XY坐标轴转化成为X/ Y/ 坐标轴,该坐标轴与测线方向和垂直测线方向一致。这样在EXCEL表格中,可以很方便地查看偏移点是否符合磁法要求测量数据检查表主要是两次测量坐标进行比较,进行同精度检查,计算测点中误差MD和MH,作为数据质量的评定标准。
(三)在矿区地形测量中的应用
在地质矿产勘查详查阶段,要使用大比例尺地形图,但地质矿产勘查区域往往都是高山地区,地形尤其复杂,若用常规测量仪器实测,不仅要先布设图根点,且要求在通视条件下测量碎部点。这就造成作业难度增加,作业时间延长。而利用GPS RTK技术可以很好的解决以上问题,其测定点位时不要求点间通视,仅需一人操作,便可完成测量工作,作业效率成倍提高。测图时,仅需一人背着仪器在要测的碎部点上呆上一、二秒钟并同时输入特征编码,通过电子手簿或便携微机记录,在点位精度合乎要求的情况下,把一个区域内的地形地物点位测定后回到室内或在野外,由专业测图软件即可输出所要求的地形图。
由于经济的快速发展,矿区地表变化快,控制点破坏率极高,测量人员需要进行大量的地形图补测和修测工作。另外,矿区储量管理和开采监督、矿区资源环境整治、矿区规划建设等也都离不了大量新的矿区地形信息。利用GPS RTK技术很好的解决了不做控制又能实时采集野外数据的问题,方便了内业地形图的及时补测与修测,确保矿区地图信息的实时性。
实践经验证明,GPS RTK测量技术在地质矿产勘查地形测量中有巨大优越性,改变了传统测量模式,给测量手段带来了重大的技术变革,极大地方便了地质矿产勘查测量人员的日常工作,节省了人力,缩短了成图的周期。
三、 结语
在科学技术飞速发展的今天,GPS RTK技术以其强大而独特的优点和功能充分展示了其在地质矿产勘查工作重应用的优越性,实时完成厘米级精度定位和不通视情况下的远距离三维坐标量测,具有需要测量人员少、速度快、精度高等特点,极大地提高了工作效率。但它也存在一定的不足,如不能满足更高精度的要求,易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况等影响,稳定性较差,在精度和稳定性方面均不及全站仪。在地质矿产勘查测量中它的这种依赖于有足够的卫星数和稳健的数据链等外界条件的作业方式显得尤为突出,有时会出现无法正常作业的情况。这就需要不断完善GPS RTK技术,寻求先进的作业方式。随着CORS参考站的建立以及GPRS和CDMA技术的应用,GPS RTK技术将不断成熟,必将更好的服务于地质矿产勘查测量。
参考文献:
[1]康慧明、杨茂盛、张淼.GPSRTK技术在地籍测量中的应用分析[J].山西建筑.2010(17)
[2]王玉霞.GPS技术应用于地质测绘探讨[J].大科技.科技天地,2010(12)
[3] 王港淼,张明.GPS RTK技术在地质矿产勘查中的应用[J] .矿山测量,
2011(2).