GPS-RTK技术在地质勘探工程测量工作中的应用论文_王文州,潘伟

GPS-RTK技术在地质勘探工程测量工作中的应用论文_王文州,潘伟

中国冶金地质总局第三地质勘查院 山西太原 030002

摘要:近年来,随着我国科学技术的不断发展,GPS-PTK技术发展的也是越来越成熟,目前工程测量工作中也开始运用到了GPS-RTK技术,这不仅仅是提高了工程在测量结果准确性方面有着极高的作用,还提高测量过程中的效率,提高测量数据的精度,充分的说明了我国科学技术方面不断进步。本文中就主要分析介绍了GPS-RTK技术在工程测量方面的具体应用,阐述了GPS-PTK技术的工作原理及优点,并且简单介绍了GPS-RTK的不足及解决办法。

关键词:GPS-RTK;工程测量;实际应用

引言

以往在我国的地质勘探工程测量中,一般都是采用常规测量技术进行测量,但是,常规测量技术的局限性较大,容易受地形、通视条件等因素的限制,所以实际测量难度较大、效率较低,在一定程度上增加了测量人员的工作量。GPS-RTK技术改变了传统的测量模式,能够实时地完成厘米级定位精度和不通视情况下远距离测量坐标,且没有累积误差,测量精度较高。优点为工作模式简单,需要不多的测量人员,定位速度快,操作简便,综合效益高等。

1GPS-PTK技术的工作原理及优点

GPS-PTK技术指的是以载波相位观测为根据的实时差分GPS测量技术,也是GPS测量技术在发展过程中的新突破,能够在野外获取点位厘米及的水平精度。该技术在工作过程中的主要原理即需要在基准站上面设置一台GPS接收机,确保设备能够对所有可见的GPS卫星实现连续性的观测,同时能够将观测得到的数据准确地通过无线电传输设备传送到终端平台上,发送给用户观测站。在用户观测站张,GPS的接收机能够在接收卫星信号的过程中通过设备接收基准站传输过来的测量数据,之后运用定位原理对数据进行分析,结算出整周模糊度未知数并且计算出这一点的三维坐标和具体的精度。这就是该技术实际的应用原理。在当前地质勘探工程测量工作中这一技术的应用很广泛,取得了突出的成就,究其原因是因为其具有较大的优点:

1.1应用GPS-PTK技术,能够保证测量过程的直观性和透明性,防止各种隐性问题的存在,同时能够实时动态的显示实际的测量效果,提升测量的效率。且在工程测量中应用该技术手段,能够及时地查看某一点的坐标,使得三维实时动态放样以及快速成图问题得到有效的解决,确保测量工作的顺利进行。

1.2该技术能够实现全天候作业,且操作便捷。应用GPS-PTK技术进行工程测量,只要是在观测点的范围内能够接收到四颗GPS卫星信号,就能够在任何时间内实现连续性的测量工作。且该技术具有较高的自动化程度,可以提升测量工作的效率,且在技术的推动下,测量过程中已经基本上实现了智能化发展。

1.3应用该技术能够有效的缩短测量时间。一般情况下,在具有良好观测条件的情况下,应用GPS-PTK技术能够在两秒到五秒之间内得到高精准度的观测点三维坐标,进一步提升测量速度的基础上保证了测量数据的精准度。

2 GPS-RTK 技术在工程测量中的具体运用

2.1 GPS-RTK在地质勘探工程测量前期准备工作中的应用

通常情况下,地质勘探工程测量工作都需要在野外进行作业,这意味着GPS技术也需要在野外进行应用,因此必须要事先做好各种前期准备工作。具体来说,在应GPS-RTK进行野外测量之时,一者需要提前做好对测量区域的考察及高等级平面控制,二者需要提前收集好工程相关资料;另外还要根据具体数据对控制点的坐标提前进行分析,确定好应用控制点,这样才能够保障测量数据的精准度。再者,在前期准备工作中,还要合理设定好流动站和基准站的实时参数以及截至频率,一般基准站为4-5秒,流动站为1-2秒,截至频率为10度。

2.2 GPS-RTK在地质勘探工程测量工作过程中的应用

地质勘探工程受控制测量的影响很大,二者之间密切相关,可以说,只有做好了控制测量工作,才能够保障地质勘探工程建设、运行及管理的有效性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆控制测量一般包括放样、定位等,其控制网的网型和精度必须要结合地质勘探工程的性质和规模来决定。由于地质勘探工程的控制网点的覆盖面积较小,而又对测量精度的要求较高,所以一般采用常规测量技术进行测量时出现的误差较大,测量效率较低。而若应用GPS-RTK技术,则只需在测量区域或附近的高等级控制点设置基准站,再通过流动站,即可准确地测量出高程及控制点的平面坐标。另外,通过GPS-RTK技术还可间接实现对那些不易设置基准站的控制点的测量。总的来说,GPS-RTK在地质勘探工程测量工作过程中应用的优势就在于其可以限制控制测量的环境,从而减小测量误差。

2.3勘探线剖面测量

地质钻孔基本上都要设立在勘探线上,为此需要作勘探线剖面测量。要能为勘探设计、工程布设、储量计算和综合研究提供准确的基础资料,勘探线剖面测量应严格按规范要求及矿区设计要求去完成。传统的勘探线剖面测量是由地质工作人员布设剖面起始点,测量人员由起始点按剖面设计方向定线,沿给定的方向线上测定剖面测站点、剖面点以及剖控点。

2.4控制测量阶段

对于整体地质勘探工程测量来说,其与控制测量有着十分密切的俩系,从地质勘探工程建设到地质勘探工程的运行维护,再到地质勘探工程的管理,控制测量占据着基础与前提的地位,控制测量包括各类工程点。对于地质勘探工程来说,其具有点位密度大、精度要求高以及控制网点覆盖面积小的显著特征,基于这样的原因,应用传统测量技术的时候,稍有不慎便会出现一定的误差,从而严重影响工程测量的效率与效果。GPS-RTK测量在地质勘探工程测量中的有效应用,为解决这一难题作出了重要贡献,仅需要在测量区域及其附近的范围内设置基准站或者高等级控制点,然后利用流动站,就能将高程准确测量出来,还可以得到控制点位置的平面坐标。总而言之,GPS-RTK技术能够摆脱各种影响因素对工程测量产生的限制,从而实现测量误差的最小化。

2.5地质工程放样

地质勘查过程中往往需要布设勘探线,并且进行必要的槽探、钻探、硐探、物化探等工程,但是矿区往往由于面积较大,地形复杂,山势陡峻等因素严重影响通视情况,运用传统常规测量方法如经纬仪、全站仪测量工作效率较低,而利用RTK 只需要“电磁波通视”的优点,可以让工程放样工作事半功倍。

3 GPS-RTK的不足及解决办法

3.1在山区和树林较密地方使用RTK作业,有其局限性,主要表现在收不到基站信号或者时有时无、数据初始化慢且易丢失、测量用时较长。对于这种情况,主要解决的办法:① 要选好基站,要开阔,功率开到最大,电台天线尽可能架高;②把移动站天线尽可能架高;③架双基站工作;④联合全站仪作业。

3.2数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题。GPS-RTK数据链传输易受到高大山体和各种高频信号源的干扰,在传输过程中衰减严重,严重影响外业精度和作业半径。另外,当RTK作业半径超过一定距离(一般为几公里,每种机型在不同的环境又各不相同)时,测量结果误差超限,所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小很多,工程实践和专门研究都证明了这一点。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。

结语

GPS-RTK能实时地定位出所在位置的三维坐标,可直接进行实地实时放样、控制测量、点位测量等。以其快速、高效、节省人力、不受天气、地形和通视等条件的限制,被广泛应用于地质、水文、公路等工程测量,不仅提升了测量工作的效率,同时也确保了测量数据的精准度。

参考文献:

[1]周园,孟晶晶.GPS-RTK技术在地质勘探工程测量工作中的应用[J].世界有色金属,2016,13:184+186.

[2]李建武.GPS-PTK技术在地质勘探工程测量工作中的应用[J].中华建设,2015,03:154-155.

[3]杨妮.GPS-RTK技术在地质勘查工程测量中的应用[J].科技资讯,2014,22:30.

论文作者:王文州,潘伟

论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期

论文发表时间:2017/7/21

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