GPS—RTK技术在矿山测量中的应用研究

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  [摘要]GPS-RTK是一种新型的矿山测量中的应用技术。本文通过分析影响GPS-RTK技术定位精度的影响因素以及GPS-RTK技术的原理和内容,探讨GPS-RTK技术在矿山测量中的应用的优越性以及便利性。并就GPS-RTK技术在矿山测量应用中的弊端和问题提出有益的解决方案。
  [关键词]GPS-RTK 技术 矿山测量 应用研究
  [中图分类号] TD17 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-9-217-2
  1前言
  在传统的平原矿区的测量中,常规的测量仪器极大程度上满足了测量的需求。然而随着社会经济的发展和人类物质方面的大量需求,一般的资源如煤炭等在平原地区的开采已经满足不了需求。这种情况下,人们需要将矿区等的建设必须向山区发展,这样才能供给社会的发展与需求。伴随而来的就是对于矿山测量中应运技术的问题,所以寻求一种快速高效的测量技术去适应山区矿山的建设已经迫在眉睫。GPS-RTK技术是实时动态差分法,是一种全新的GPS测量方法,很大程度上满足了山区矿山的建设与发展。
  2GPS-RTK测量的注意要点
  在用实时动态测量系统进行测量时,有许多地方是需要尤为注意的。主要体现在测量前期的准备工作上面,包括以下几点:
  (1)为了提高精度,减小误差,要注意对原有的测量控制网进行加密处理,因为GPS-RTK技术本身具有测量便捷性,所以即使控制网加密对于测量工作来说也并不是很大的负担。
  (2)注意提高转换参数的精度。一般在基准点的设置中需要至少3个已知控制点来进行参数转换,并且已知点一定要具有非常高的精度。
  (3)注意对测量外围进行放样处理,由于测量外围地形可能非常复杂,不方便实地放样来圈定测量范围,所以可以采用流动站的定位显示功能进行测量外围界定,避免测量时出现范围误差。
  3GPS-RTK测量系统主要组成部分
  GPS-RTK系统是在GPS系统的基础上,加入了一些高端的测量设备组成的,根据其工作性质的不同,实时动态测量系统一般分为GPS设备、数据传输设备以及数据的精密运算设备等三个组成部分。由于所测量的用途有一定区别,因此具体的实时动态测量系统可能会在这三个主要组成部分的基础上增加一些设备,但三部分的基本结构却并不会有很大的改变。
  3.1两台GPS设备
  两台GPS设备分别安装在GPS-RTK系统中的基准站和流动站上,作为卫星信号接收的功能。GPS设备是整个实时动态测量系统的基础,负责数据的收集,相当于传统测量工具中的各类测量仪器以及测量操作人员的综合体。
  3.2数据传输设备
  数据传输设备是实时动态测量系统中的核心,具有最为关键的数据传输作用。设备分为两个部分,一部分是基准站的数据发送设备,一部分是流动站的数据接收设备。数据传输设备相当于传统测量工作中的数据记录员,只是在数据的记录上比记录员更加精准可靠。
  3.3精密运算设备
  精密运算设备相当于整个实时动态测量系统的大脑,具有决定测量的精密度以及数据准确性与可靠性,并对数据进行整理分析的作用。精密运算设备代替了传统测量工程中繁琐的精度控制与后期整理过程,极大地提高了测量工作的效率。
  4GPS-RTK技术测量方法
  运用GPS-RTK系统测量,有很大一部分的工作是进行GPS设备以及数据传输设备的设置。整个测量过程中,测量方法包括一些几点:
  基准站相当于实地测量的站点,具有数据测量与数据发送的功能。目前基准站的设置主要有两种方法,在测量时可以选择性地使用:
  (1)多点观测法:多点观测法是将基准站设置在未知点上的一种方法,通过数学模型的转换,来进行数据的测定。根据转换方式的不同,一般需要在基准站观测一定数量的已知点,因此可以称作多点观测法。
  (2)一点观测法:把静态观测得到的已知点通过精密运算设备,直接输入转换参数。这种方法需要将基准站设置在已知点上,虽然说只需要观测一个点,但通常会受到较大的外界因素限制。
  而一般在设置基准站的时候,为了方便测量数据的整理与提高数据的精确度,常常使用多点观测法。多点观测法相对来说在观测的使用面上更广,适合于大多数测量工程,是许多测量工作中通用的基准点设置方法。
  5GPS-RTK技术在矿上测量工程中的应用实例
  实时动态测量系统可应用于很多测量工程中,不同用途或者不同区域范围的测量需要根据不同疏密度的控制网点进行测量。比如说对于我江浙一带某小城市的土地测量,就需要根据其占地面积、地形特点、过往土地测量数据资料进行相应的针对性的测量准备。
  该城市位于长江中下游流域,是江浙地区典型的小型城市,占地面积约为20㎞2。近年来随着改革开放的发展,该城市内部的许多建筑以及一些局部地形发生了不同程度的改变,以往的土地测量数据逐渐与现今的实际情况不符合,因此需要采用新的测量技术对城市的土地情况进行再测量。
  5.1测量准备
  该城市的土地测量采用GPS-RTK技术,由于在之前已经有一套测量数据以及测量控制网,因此可以在此基础上进行适当的修改以及控制点的定位。经过测量前期的勘探,发现该城市中的原有测量控制网较为完好,在局部有一些控制网点缺失的情况,可以对这几处进行控制网点的加密处理。并且由于城市的扩建,城市外围部分土地没有测量控制网点数据,可以在其外围以原有控制网为基准进行网点的增加。测量规划区域内有2个国家二等水准点,高程点位完好,可作为高程基准点。
  5.2测区划分与设备分布
  根据测量控制网,该城市的测量被划分为大约50个测量区域,在测量时以每个区域为单位进行测量,最后再将每个区域的测量数据整合到一起,进行整个测区的数据分析。按照测区控制点,在用GPS-RTK测量时使用了4个流动站的方式,同时可以进行4个控制点的数据接收。每个流动站分派2名工作人员,分别进行控制点的寻找与确认以及流动站的仪器操作,并负责接收控制点的测量数据。同时,在基准站还要分派一名工作人员,进行基准站仪器的操作控制以及确保测量数据发送的正常。
  5.3精准度检查
  在用GPS-RTK系统进行第一次实地测量使用的时候,要注意先测量一个已知点,将所得到的数据结果与已知点的数据指标相比较,如果完全吻合则代表该GPS-RTK测量系统能够正常工作,可以投入使用。如果测量数据与已知点数据不吻合,则需要核对测量控制网以及检查实时动态测量系统是否出现故障。
  5.4网点测量与数据处理
  按照该城市所划分的50多个主要测量区域,对多个控制点进行数据测量,将测量所得的数据通过接收系统以及精密运算系统进行整理分析,得出该城市的土地相关信息图形。通过比较发现,新得出的城市地籍图形与以前的地籍图形有较大的区别,除了城市规模的增加以及建筑物的改变之外,以前图形中一些信息比较模糊的地方也得到了改善,整个城市的地籍信息几乎能够完全清晰地显现出来。
  6结束语
  综上所述,GPS-RTK技术在山区矿山的建设及发展中给人们带来了极大的方便,使得成为矿山建设中不可缺少的一项实用技术。与此同时,GPS-RTK技术也在一定程度上促进了国民经济的发展。在以后的发展中,GPS-RTK技术的广泛使用会成为不可或缺的一项必用技术。
  参考文献
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