RTK在矿山地质测绘中的应用论文_刘俊

(江苏省地质勘查技术院 210008)

摘要:我国经济的发展和社会的进步,使得地质测绘在地质勘查中的地位越来越重要,但同时也带来了更为严峻的挑战。本文探讨了RTK在地质测绘中的应用,并分析和讨论了其应用技术的发展。

关键词:RTK;矿山;地质测绘;应用

以往我国矿山地质测绘中,遵循的原则为逐级或越级布设,并布设成三角网或导线网,作为首级控制。其次为了采集矿山地形点的数据,需要布设图根附合导线或图根导线网,然后逐站架设全站仪,最后将收集到的数据编辑成图。此种矿山地质测绘的方法不仅耗费大量的劳动力和时间、效率低,且在测绘的过程中极其容易受地形条件的限制。因此若在地形复杂地区进行地质测绘时,还需要架设支站作为辅助,显著地增加了劳动强度和作业时间。一般来说,矿山处于高山之上,地形相对复杂,传统的方法在对矿山地质进行测绘时效率更为低下。如今GPS测量技术在矿区地质测绘中为首级控制,采用的是RTK技术施测矿山地质的图根点以及地形点,由于RTK技术不易受天气和地形的干扰,厘米级的精度以及高速度等优势,使得作业人员在矿山地质测绘中的劳动强度有所降低,效率得到了较大的提高,能获得事半功倍的效果。

一、RTK技术概论

GPS全球定位系统能实时提供全球任意位置,其原理是对四颗卫星发出的伪距信号,采用GPS接收机对信号进行解码,然后计算出地球上的绝对位置,从而获得定位信息GPS定位系统的差分定位包括伪距以及载波相位差分(GPS-RTK)。其中GPS-RTK导航定位的技术原理是,实时处理两台接收机载波相位观测量的差分方法,两台接收机分别为基准站和移动站,基准站采集的载波相位将会发送给移动站,计算坐标。GPS-RTK导航定位能有效地消除系统公共误差,提高定位的精度。用 GPS卫星发送的导航定位信号的静态定位的精度是厘米级甚至毫米级,动态定位的精度是米级甚至亚米级,速度测量的精度是亚米级甚至厘米级精度,时间测量的精度是纳秒级精。除此之外,GPS-RTK导航定位技术不受任何天气的干扰。

一般来说,RTK测量系统由GPS 信号接收、实时数据传输以及实时数据处理三部分组成。RTK测量系统基本的组成要件包括一个基准站和一个流动站,但在实际运用的过程中,为保证高效率的作业,会增加两个流动站,即一个基准站和三个流动站。

二、矿山地质测绘中采用RTK的具体步骤

(一)设置基准站

在矿山地质测绘中,基准站的设置要选择上空视野较为开阔的位置,最大限度地让基准站能够跟踪以及观测到视野中的全部卫星,且基准站天线的高度角应该在5°-15° 之间,且周围没有成片的障碍物。除此之外,基准站周围200m的范围内不存在强电磁波的干扰源,比如一些大功率无线电发射设施等。基准站在设置上要尽可能地远离对电磁波信号反射强烈的因素,包括地形、大面积水域和建筑物等。为了保证差分信号传输质量,基准站要尽量选择在地势高,视野开阔并且交通方便的位置,方便其搬运以及架设。

最后在选定的点位上,架设基准站,并启动接收机,对基准站的各项配置参数进行设置。若在矿山地质测绘中采用的是国家坐标系统,也可以将基准站直接架设在已知点上。

(二)设置流动站

一般来说,1个流动站只需要对应1位作业人员,作业人员是通过手簿对其进行测量操作。具体的步骤是将流动站的接收机、天线以及测杆进行连接后,采用手簿开启接收机,在对流动站的基本参数进行配置后,将流动站与基站的无线电进行连接,最后输入流动站天线高。

(三)施测图根点和地形点

采用 RTK 技术对矿山地质进行施测时,一般是不需要作图根对其进行控制,但为了方便以后矿山测量工作的需要,应该采用全站仪的常规方法进行测量,在一些视野开阔、 通视较好的位置施测部分图根点。并且,为了提高工作的效率,施测图根点以及施测地形点的工作可以同步进行。

三、精度分析

工作人员采用RTK对所有数据进行采集完后,采用型号为徕卡TC802的全站仪对12个图根点进行检测。从检测的结果来看,RTK测量技术的点位误差在0.3-2.6cm之间,中误差为2.01cm;高程误差在0.7-3.4cm之间,中误差为 2.44cm。因此,RTK测量的结果可靠,厘米级的精度完全能满足矿山地质测绘的要求。

四、注意事项

在对矿山地质进行测量的过程中,若测量的位置处于V型的山谷底部以及树木茂盛的地方,则流动站所接收到的信号以及基准站发出的差分信号不强,便会导致失锁,点位的精度不高。为了避免这一缺陷,增强基准站和流动站的信号,工作人员可以将基准站移动到开阔的地方,提高测量精度。一般来说,在一天24h中的12点 -14点间,初始化的时间较长,需要工作人员耐心等待。

工作人员在采用RTK对矿山地质测绘进行作业前,要对矿山地质测绘的作业区域地理环境进行初步的掌握,并作星历预报。如果作业区域受卫星以及电台无线电传输制约的地方,最好采用常规的方法进行测量。需要注意的是,基准站点位的选择一定要严格按照相关的规范要求进行选定,确保观测到卫星图形强度以及数据链的传输。若观测到的卫星越多,且卫星的分布越均匀,那么 RTK测量技术的精度和可靠性便越高。工作人员对观测到的结果要进行复核,避免出现差错。RTK技术常规测量如图1所示:

图1 RTK技术常规测量

结论:

综上所述,RTK在矿山地质测绘中定位精度高,实现厘米级的精度,且测点间相互独立,其中出现的误差不会积累和传递。采用RTK技术进行测量,其自动化程度高,操作起来更为简便,显著地节约了劳动力,并降低了劳动强度。除此之外,可以采取全天候24h作业,RTK测量技术受天气的影响小,精度和效率高,适合在矿区地质测绘中使用。

参考文献:

[1]朱宏伟.RTK在矿山地质测绘中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,09(26):124-125.

[2]吴建健.GPS-RTK技术在矿山地质测绘中的应用研究[J].企业技术开发(下半月),2014,16(5):37-38.

[3]罗江华.RTK技术在矿山地质测绘中的应用[J].科学时代,2014,23(10):51-52.

[4]纪德生.GPS RTK测量技术在地质勘察中的应用实例[J].中华民居,2012,17(22):229-230.

论文作者:刘俊

论文发表刊物:《基层建设》2015年15期

论文发表时间:2015/11/18

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