GPS-RTK技术在矿山测量中的应用研究 官伟

发表时间:2021/6/11   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:官伟
[导读] 摘要:GPS-RTK技术的应用对于我们进行矿山测量工作有很大的帮助,但是我们在实际应用的过程中还存在一些问题。
        富蕴县蒙库铁库有限责任公司  新疆富蕴  836100
        摘要:GPS-RTK技术的应用对于我们进行矿山测量工作有很大的帮助,但是我们在实际应用的过程中还存在一些问题。所以我们要对GPS-RTK技术进行更深层次的研究,及时找出解决问题的措施,提高矿山勘测的工作效率和工作准确度,以促进矿山测量事业的发展。
        关键词:GPS-RTK技术、矿山测量、应用
        引言
        经过多年的实地检验,GPS-RTK这种新型测绘技术在矿山测绘作业中的积极意义不言而喻。作为矿区测量人员应当把这一先进技术充分重视起来,并且在矿山测绘作业中进行充分的应用,这样可以在实践中总结存在的缺陷,便于日后改正优化,从而让GPS-RTK技术测量的有效性的不断的增加,为中国矿山进行高效的测绘作业提供强有力的技术保障。
        1 GPS-RTK技术概述
        GPS-RTK技术是目前测量技术发展中的转折点,主要是由三部分构成,分别是软件系统,GPS接收机和数据传输系统。工作原理是使用两台接收机同时工作,使用载波相位差技术处理测站载波相位观测量,再实施差分处理,RTK定位技术是在载波相位观测值基础之上实行的动态定位技术,它可以为测站点提供指定坐标体系的三维定位数据,准确度高达厘米级。基准站接收机通常设置在固定点,使用基准站系统收集卫星初始数据,通过串行端口送到无线电发射台,对其原始数据包装后进行广播输送,由流动站电台接收基站接收最初的GPS数据信息。同时流动站接收机在本机位置数据收集来自基准站的接收机和流动站接收机的初始数据,汇聚在流动站接收机,然后进行统一处理,进而计算出接收机的准确基线向量。最终流动站接收机使用基准站数据和位置计算坐标,按照基准站和流动站的原理,工作人员携带流动站系统准确在测区进行定位测量等测量工作。RTK技术核心是数据传输技术和处理数据技术,RTK定位时应将基准站接受机以知数据和观测数据传送到流动站接收机上,数据量大,通常需要超出九千五波特率,容易在无线电上实现。
        RTK技术是由三部分构成,分别是数据传输系统、GPS接收设备技术和软件系统组成。GPS-RTK技术具有时效性,使放样准确度高达厘米,通常测量设备不具有;RTK测量作业效率高。按照相关资料比较,RTK测量作业效率高于传统测量三倍左右,GPS-RTK的人力费用投入少,节省费用是常规测量的三倍;GPS-RTK测量技术的核心内容是快速计量整周未知数,从而达到快速准确,即使遇到障碍物,也可再次捕获卫星快速测量。GPS-RTK测量成果是在野外测量,因此在现场核对数据时是传统测量无法比较的,基站移动间,无须通视,观测距离远,全天候可作业。完成设计基站后,整个系统通常是由单个工作人员,也可由几个人进去,提高工作效率。
        2 GPS-RTK定位技术在矿山测量中的应用
        2.1在矿山地形形变测量中的应用。在矿山开发中,矿区地理条件不仅影响着开采工作效果,也影响着矿区人们的正常生活。一些矿山在测量过程中,对地形形变的分析不够准确,一旦矿山在开采中出现严重的地形形变,就会严重影响了矿区人们安全。因此,在矿山测量中,技术人员应利用GPS-RTK技术对矿山的整体地形条件进行测量,并根据数据做出专业分析,判断矿区地形出现形变的可能,以及形变量的范围。例如在测量中,选择基准点和观测点,对矿山地形进行长期数据收集,反映其动态变化情况,从而建立矿山监测网络,根据基准点和观测点参数变化,计算形变量。
        2.2GPS-RTK用于地形数字化测图。

原有的碎部测量通常是依照测区现下图根控制点,通过平板仪测图来测图,应用全站仪时,无论测那个点,都应输入对应的地物编码,再通过成图软件完成图形制作工作,但上述方法在实际应用过程要求测站点与待测周围地物保持通视。同时,一台仪器应指派大约三人一起作业。应用GPSRTK开展测图工作时,无需通视,待架设基站以后,只要一人便可着手测量工作。在测量过程中,当测量仪器完全初始化后,面向待测地形地貌碎部点把测杆对中,待气泡居中以后,先测几秒,便能得到该点坐标,当精度满足标准后便能保存,在保存过程输入对应的特征编码,完成某区域自身地形地物点位测定工作后,经由专业数据传输与处理软件,便能够输出各个测量点。
        2.3矿区控制网的构建和应用。常规控制测量要求控制点间必须实现相互的通视,不仅操作复杂且精准度有效,同时所得结果无法在野外作业中第一时间获得和校对。而使用GPS-RTK技术实施测量既能确保所测得结果的实时获得,同时还能清晰地了解定位精准度,从而使得作业效率大幅提高。例如:在A山区复杂地形环境中的矿区控制网构建中,该区域原有BJ54坐标系统具备2个E级控制点,现根据工程需要通过GPS-RTK技术将其均匀加密至7个,检验表明点位精度平面均超过2.2mm,高程均超过10mm,能充分满足矿区控制网的加密布设需求。 
        3在矿山测量中应用GPS-RTK技术的注意事项
        3.1虽然GPS-RTK技术具有测量速度更快、精度更高等很大优势,然而其运用到矿山测量工作中的时候,还是不可避免的存在一定的误差。其中的一些误差由于自然条件或技术的限制而无法避免,而一些误差完全可以通过选取更好的测量点的方式避免。为保证测量的精度,在进行测量作业时移动站和基站之间的距离不宜超过10km,且应该尽量做到均匀分布。除此之外,在进行矿山测量之前还要对该区域的地形地貌、自然条件等进行充分的了解,并根据测量地区的具体情况布置测量点。因此,在利用GPS-RTK技术进行矿山测量的过程中,必须保持测站附近具有开阔的空间视野,在矿洞中、桥涵下,测量结果就会收到影响而不够精确。
        3.2测量都是独立进行的,这样就不能确定设备是否在正常的情况下运行,也不能保证这些数据是否合理。因此我们在实际的工作过程中要在观测前,观测时以及观测后不断对测量的数据进行对照,确定是否有不合理数据的出现,从而来判断设备的运行是否正常。而且在集森林区,峡谷深处以及高楼林立区等不能有效被卫星覆盖的地区中进行测量时,GPS-RTK技术就不能很好地发挥作用。此时我们应该将其与航空摄影测量以及常规测量相结合,以完成相应的工作。
        3.3在工作的过程中,很容易出现高程测量值异常的问题。因为在使用GPS-RTK技术时对于高程的转换提出了很高的要求,但是在山区等地区的测量会出现很大的误差,甚至有些地区的高程图还是空白。这就使得我们在进行高程转换时会面对很大的困难,而且还很难保证其中的精确度。为了解决这个问题,我们要尽可能在分布均匀的控制点上进行联测,求出精确的高程转换参数,保证测量的准确性。我们一定要及时更新相关的技术,解决在应用GPS-RTK技术中出现的问题,促进我国矿山测量事业的发展。
        结束语
        对于当下测量技术来说,在实践中广泛使用GPS定位系统,获取最佳经济效益,为企业员工的工作带来便利。随着此技术的持续发展,RTK技术测量能力不断升级,深入人们的视野中,被人们反复使用在测绘执行工作中。在当下GPS-RTK技术辅助下,能够准确测量出定位数据的准确度,此项技术内容已远超出早前GPS技术。
        参考文献
        [1]张玉恒.GPS-RTK技术在矿山线路测量中的应用分析[J].煤矿现代化,2017(06):124-125+128.
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