谭煜
四川省化工地质勘查院,四川 彭州 611930
摘要:GPS在工程领域的应用越来越广泛,其技术水平也逐渐得到发展,而RTK技术则是GPS技术发展形成的一项关键技术。RTK技术在测量矿山地形时,可以发挥出精度高、定位快、灵活性高等优势特点,能够在各种通视条件下满足对地形的测量工作,有效提升了测量工作人员的效率和测量精度。在RTK技术的具体应用过程中,工作人员需要做好测量前的准备工作和测量区域内参数的转换工作,结合现场实际情况做好碎部点和控制点的测量工作,并加强过程管控,避免测量精度无法满足采矿单位的实际需求。
关键词:RTK技术;矿山地形测量;技术应用
引言:
为了提升矿山开采的效率和施工安全性,矿山管理人员需要组织人员做好地线测量工作,RTK技术是实现测量目标的重要技术,有效解决了以往矿山地形测量过程中测量效率和精度不足的问题。采矿单位需要加强对RTK技术的重视程度,积极研究这一技术在矿山测量工作中的应用测量,为后续的安全采矿工作提供可靠的测量数据。
一、RTK技术概述
RTK技术的GPS技术发展过程中形成了一种新型的高效测量方法,完美地继承了GPS技术的各项优势,可以实现对测量数据的实时观察并满足测量工作的高精度要求。RTK技术应用过程中,实现了快速求解、差分处理、载波相位测量以及移动通信等相关技术的深度融合,包含软件系统、数据传输设备以及GPS接收机这几个部分,有效提升了测量精度、测量效率,并保证了测量工作的实时性。信号传输系统是维持RTK技术应用效果的核心技术,在维持信号传输与接收以及基站信号发射源的稳定性过程中发挥出重要作用[1]。其中,软件系统主要功能是在指定坐标系内部对测点进行解算分析,实现在三维界面中的精确定位;数据传输设备主要用于满足RTK技术的实时测量要求,包含了接收机这一流动站的设备以及发射电台这一基准站的设备。
二、RTK技术在矿山地形测量方法中的优势
相对于传统的矿山地形测量技术,作为高新技术的RTK技术具备众多优势特点。传统的地形测量技术主要依靠导线网、三角网等手法实现测量目标,但是测量操作流程相对复杂,无法实现对区域内地形的动态测量,而且技术应用过程中需要频繁根据矿山位置的变化情况进行设备更换和参数修改,极大地影响了测量效率,产生了较大不必要的人力物力成本消耗同时也无法保证测量精度。
传统测量技术对于测量定位的具体情况无法直接观测,导致精度效果往往只能在测量结束后发现,各种参数设置缺陷情况时有发生。一旦测量人员发现之前所设置的参数与实际情况存在较大偏差,往往需要重新花费时间进行测量,并再次对测量结果进行验证分析。RTK技术的应用将原本被动的测量流程变得更加便利,工作人员可以实时对测量情况进行确认,及时修改影响测量精度的参数[2]。
此外,在应用RTK技术测量矿山地形的过程中,测量设备无需对测量点之间的通视情况进行控制,只需要确保测量区域内信号覆盖的完整性。相对于传统测量技术,RTK技术往往可以更简单地完成以往测量相对困难的复杂地形区域的测量工作,不会因能见度、通视条件、气候等受到较大的干扰。
三、RTK技术在矿山地形测量中的应用技术要点
1、测量工程前的准备
工程准备工作是利用RTK技术实现对矿山地形测量工作的重要前提。工作人员需要做好转换求值工作,确保各项与测量过程相关数据可以得到有效转换。在实际操作过程中,工作人员需要将任意一个基准点A作为后续参照点,将GPS基准站设置于基准点处,并结合实际情况将坐标系、差分数据格式、投影参数、卫星使用数量以及发射间隔的参数设置准确。
然后,工作人员需要对A基准点的WGS-84坐标相关信息数据进行求解,并基于A点以相同的方式选取并测量B基准点的坐标数据,基于两点的坐标数据实现转换参数的求解。上述准备工作完成之后,测量人员需要将测量任务建立并依次设置坐标系、图定义以及投影参数等内容,在此基础上将测量范围导入测量任务栏中。
2、测量区域内的参数转换
在利用RTK技术测量矿山地形时,测量人员需要建立一个可以与矿山地形本身坐标系相互转换的84坐标系。测量人员需要正确区分两种反映矿山地形情况的坐标系,避免相互混淆,影响数据转换的精度。这一工作的关键点在于通过计算将过程中涉及的各种参数进行求值转换。由于矿山地形相对复杂,不同位置的参数信息往往会有较大的差异性,为了避免测量精度和效率受到影响,提升转换计算的效率,测量人员可以基于GPS获取相应的矿山地形,并构建三维层面的数据测量模型,实现对两坐标系参数的高效和精准转换。
3、野外测量
(1)控制点的测量
一般情况下,测量人员可以选择GPS静态定位的手段布设首级控制网,将整个测量区域包含在内,并基于实际需求对控制网进行整体的数字化操作和加密操作。为了避免测量精度因过大的测量范围受到影响,测量人员需要合理地将GPS点作为首级测量控制点于整个测量区域中布设,确保后续相关工程建设活动可以有效开展[3]。在完成上述点位布设工作之后,测量人员需要通过RTK技术完成地形控制点即图根点的测绘工作,部分导线的测量工作需要依靠全站仪来实现,为后续的碎部测量奠定基础。在布设控制点期间,工作人员需要结合操作便利性以及测图相关要求进行,需要确保测量条件满足RTK测量要求。此外,在设置基准站时,操作人员需要避免将基准站设置于影响信号接收的区域,如含有大面积水域、建筑物以及强电磁波源头等干扰因素的区域。
(2)碎部点的测量
矿山地形中往往会包含树林、农田、村庄建筑等影响通视性的物体。如果测量人员使用全站仪这种常规的仪器进行测量工作,往往无法满足测量工期要求,甚至会因为巨大的工作量而消耗大量时间,影响后续的矿山开采相关施工计划;如果选择RTK技术采集并测量碎部点的数据,虽然可以不受通视条件的影响,维持较高的测量效率,但是往往会因为环境而形成一定的测量盲区,无法实现对矿山整体地形的测量。为此,工作人员可以将RTK技术与常规的全站仪测量方式相结合,实现对矿山区域碎布点信息的全面、高效采集和测量。
4、精度分析
测量人员需要选择适应矿山环境、性能稳定的高精度RTK测量仪器,合理设置测量间隔、历元数、收敛精度、卫星数量和位置观测值等参数,尽可能选择高程高、通视良好的区域布置基准站,并对基准站控制范围进行适当控制,避免范围过大导致信号受到严重干扰。同时,测量人员需要避免在可能产生较多粉尘的采矿时间开展测量工作,确保数据采集精度不会经受太多外界因素的干扰。此外,测量人员需要对测量结果进行审核校对,并对高程和平面点位误差进行统计分析,必要时增加已知点的数量用于验证测量精度,确保后续测量精度可以得到有效保障。
结语:
矿山开采期间,企业通常会安排专业人员对矿山区域的地形进行测量,为提升采矿效率和采矿过程的安全性提供相应的数据基础。RTK技术是测量技术不断发展的产物,在矿山地形测量项目中取得了良好的应用效果。测量人员需要在工作中,做好测量设备参数的设置、基准点的布置、坐标转换模型的构建等准备工作,合理利用全站仪以及RTK技术设备实现对矿山控制点、碎部点的测量工作,为矿山开采工作提供相应的指导依据。
参考文献:
[1]田苗,项霞,杨正丽,王辉,李红全.基于GPS-RTK 测量技术的地籍测量研究[J].江西建材,2018(03).
[2]袁航,崔文刚,温珍灵,韩可欣,钟磊.RTK 技术在山区地籍测量中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2017,40(02).
[3]万昕,涂勇.RTK技术在矿山地形测量作业中的应用探析[J].世界有色金属,2018(07).