GPS—RTK技术在矿山测量中的应用

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  摘要:GPS-RTK技术的使用原理在本文做了简要的介绍,文章中对GPS-RTK技术在矿山测量中的应用情况也做了基本阐述,GPS-RTK技术用于矿山测量中有利也有弊,本文对GPS-RTK技术在矿山测量中实际应用中遇到的问题做了简要分析,并且提出了相关的举措,旨在为以后GPS-RTK技术在矿山测量中的应用提供一些借鉴。
  关键词:GPS-RTK技术;矿山测量;应用情况
  0引言
  GPS技术的使用范围是非常广泛的,已经涉及到我们生活和工作的各个方面。GPS技术的种类繁多,一般来说主要有网络实时动态定位技术(NetworkRTK),实时动态定位技术(GPS-RTK),静态定位技术,全球动态定位技术(GlobalRTK)以及广域差分技术(WADGPS)等。目前,实时动态定位技术(GPS-RTK)已经逐渐用于矿山测量行业当中,本文对其应用情况进行详细阐述,实时动态定位技术(GPS-RTK)用于矿山测量中的方方面面,比如可以加密矿区的控制点,可以测量地形,对近井点、钻孔、坑口、探槽、地质点以及剖面点等具体位置进行放样,实时动态定位技术(GPS-RTK)还可以用于地质填图以及作业调度等。
  1 实时动态定位技术(GPS-RTK)系统简介
  1.1 实时动态定位技术(GPS-RTK)基本工作原理
  实时动态定位技术(GPS-RTK)测量技术是一种实时差分GPS(RTDGPS)的测量技术手段,将载波的相位观测数据作为依据。实时动态定位技术(GPS-RTK)的基本原理较为简单,就是将一部GPS接收机安装在基准站上面,然后连续的观测所有能看见的GPS卫星,还要将观测得到的数据及时的反送到地面的用户观测点,这一公共是经过无线电传输设备完成的。在地面用户点处,GPS可以一边接受卫星信号,一边使用相对定位的原理将得到的观测数据进行计算并且同时将其显示在三维坐标上面,这一工作是经过无线电传输设备完成的,精度非常高,一般来说可以达到厘米的等级。由于整个过程是一个实时的过程,因此用户观测站的结果以及检测基准站的结果是有一定的收敛性的,所以就可以进行计算准确性的判断,这样可以大大的减少观测的时间,还可以将观测工作进一步简单化。
  1.2 RTK测量系统的组成结构
  RTK测量系统的组成是较为复杂的,一般来说主要由GPS接收设备、软件系统以及数据传输系统组成。
  1.2.1GPS接收设备
  一般情况下,双频GPS接收机要分别设置在用户站以及基准站上面。双频GPS接收机的测量值的精度是非常高的,还可以对整周未知数进行迅速的计算,其结果也具有很高的准确性。如果基准站同时服务于多个用户,那么它的双频GPS接收机和用户站的双频GPS接收机采用相同的频率。
  1.2.2软件系统
  实时动态定位技术(GPS-RTK)要保证自身的可行性,测量结果的准确性以及可靠性,要做到这些,就要求支持实时动态定位技术(GPS-RTK)的软件系统过硬,有出色的功能和质量,软件提供的一个极大优点就是可以对整周未知数进行迅速计算,还有很多的作业模式,比如准动态,快速静态等,软件系统也可以对计算的结果进行及时的评价与分析。
  1.2.3数据传输设备
  数据传输设备也是我们平时说的数据链,一般有用户站的接收机以及基准站的无线电发射设备所组成,数据传输设备的使用频率和功率主要是根据传输的距离,传输的环境以及传输的速度进行确定的。
  2 GPS技术在矿山测量中的应用
  2.1作业准备工作
  进行GPS工作之前,要及时踏勘测量区域,并且结合矿山测量的特点进行作业的准备工作,这些准备工作主要包括以下几点:
  首先要根据矿山工程项目的特点拟定一个工程名称;其次是设置参数,流动站以及基准站的数据采样率分别为1~2S以及4~5S,高度截止角一般来说控制在10度。然后转换已知坐标的参数;最后进行工程放样,在这项工作之前,还输入每一个点的线路方位角以及设计的坐标,这样可以保证放样的准确和及时。
  2.2对测量区转换参数进行确定
  矿山测量工作是在独立坐标系上进行的,也可以在北京坐标系上进行,这样就有两种坐标系与WGS-84坐标的转换的问题,RTK的作业过程使用的是实时的当地坐标,因此坐标的转换工作变得至关重要。
  一般来说,对于大型的矿山测量工程,进行RTK作业时,可以实现测定转换参数,这样就可以将基准站坐标以及参数直接进行输入。也可以使用高等级控制点针对于两种坐标形式进行计算,这样就可以得到转换参数。
  2.3基准站的安置方法
  基准站的安置要满足一定的条件,这样才能保证观测的效率以及精度。通常情况下,基准站可以安置在条件好的位置地点,还可以安置在已知的精确坐标点上。对于安置地势的选择,尽量选择无遮挡的较高地势处,并且要求选择的地点有很好的电台覆盖情况,测区的选择应该定位中间地区。基准站的200m范围内应该没有干扰源,比如高压电线以及无线电发射台等,这些干扰源会导致数据的丢失。基准站的天线的设置要定在GPS接收机主机的北方方向。
  2.4GPS-RTK测量和放样情况
  在计算好坐标系统的转换参数之后,进行基准站的设置,矿山测量区的GPS卫星可以看见5颗以上并且PDOP值小于6的情况下,一般经过很短的时间就能将初始化完成,与此同时得到一个固定解。一个移动站只需要一个人就可以进行操控,作业之前要检查好已知的控制点,然后使用GPS电子手簿进行数据的采集或者放样作业。每一个点的采集时间控制在1~10S之间。RTK系统的数据处理工作比较简单,将实测的坐标经过数据传输系统就可以存到计算机上,然后就可以惊醒整理,判断和分类了,最后需要的文件可以进行打印。   3RTK技术的特点
  RTK技术和传统的测量技术相比有很多优点,不会受到地形以及季节等外部因素的影响,所以RTK技术的测量精度较高,效率也相当可观。传统的测量方法,在通视效果不好的情况下几乎不能测量,RTK技术可以很好的面对这些问题。
  RTK技术的定位十分准确,所以测量的数据十分可靠,对于通视条件没有要求。在控制点不足的情况下以及地形复杂的测量区域都可以进行正常使用,RTK技术可以实现高精度以及迅速的定位。
  RTK技术的作业集成度较高,测绘能力高,自动化能力高。RTK技术一般来说适用性非常强,可以用于矿山的各种测量工作,测量时不需要人工也可以计算整周未知数,这样使得测量的工作量大大减少,有利于自动化的逐步实现。RTK技术的操作十分简单,并且综合效益非常高。
  6RTK技术存在的问题以及举措
  RTK技术的在矿山测量的中的应用前景势不可挡,不过矿山工程的环境非常复杂,对RTK技术的运用造成了一定阻碍,比如森林和山谷等等。下面对RTK技术在矿山测量中的问题进行总结,并针对这些问题提出相关举措。
  6.1观测的仪器是否处于正常状态
  每一个观测仪器的状态会直接影响到数据的准确性,因此,在观测前期,中期还有观测结束前一段时间要比对已知点的数据,这样就可以确定观测仪器是否处于正常状态。
  6.2在某些地域RTK技术不能正常使用
  在高山峡谷的地区以及没有卫星覆盖的地区等,RTK技术的使用是有限的,所以在测量的过程中要与航空摄影测量相结合。
  6总结
  随着社会的进步和科学的发展,GPS-RTK技术在矿山测量中的应用越来越多,由于它具有速度快以及测量人员少等优点,因此GPS-RTK技术的使用大大的提高了工作的效率。GPS-RTK技术也在不断的完善当中,努力寻求更加先进的工作方法,随着GPS-RTK技术的发展,在矿产测量中的运用会更上一个新的台阶。
  参考文献:
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