GPS-RTK技术在矿山测量中的应用探究论文_冯聪

GPS-RTK技术在矿山测量中的应用探究论文_冯聪

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摘要:随着空间测量技术的不断发展,GPS-RTK技术已由传统的电台模式发展到了广域差分系统WADGPS,区域CORS系统及千寻位置北斗地基增强系统的建立,使得用“小米”价格的GNSS测量终端设备即可获取动态厘米级和静态毫米级的定位数据。广泛应用于规划国土、地籍管理、城乡建设、精细农业、安防巡检、大众消费等领域。文章先对该技术的特点进行总结,并在此基础上以某工程项目为例,就其测绘过程中该技术的应用实践,提出一些观点与认识。

关键词:GPS-RTK;矿山测量;应用

引言

实际的地质勘查工作中,对于测量方面的工作十分重视。传统的测量方式对数据采集测量时,在人力物力的投入方面都很大,而且还容易受到天气等外界因素的干扰。利用GPS-RTK测量技术的优势,将该技术更好地投入到地质勘查的工作中。

1、GPS-RTK简介

GPS(Global Positioning System),即全球定位系统,它主要是由三个部分共同构建而成,分别为空间星座部分、地面监控部分以及用户设备部分。通过GPS系统能够对地球表面大部分地区进行精准的定位,不仅如此,它同时还能够提供测速与高精度的时间标准。GPS系统的发展与完善极大地促进了全球经济的发展,便利了人们的生产生活。而对于GPS-RTK技术而言,它是建立在GPS系统之上的,并以此基础为前提,实现了对于流动站在指定坐标中的三维定位结果的快速反映,同时,它还具备高精度的特点,可以达到厘米级的精度。当前状况下,GPS-RTK技术在测绘行业中已经有了较为广泛的应用,其测绘原理主要如下。首先,需要在固定的基准站中对GPS接收机进行架设,在此基础之上对卫星进行连续性地观测,然后将观测到的数据传输至流动站,传输过程需要借助无线电传输设备来完成,这样一来,数据信息的实时性就能够得到有效的保证。流动站在接收到传输的数据信息时,会对观测数据进行有效的计算,并在此基础之上充分结合相对定位原则以此来确保三维坐标的准确显示。

2、GPS-RTK测量技术的优势

在传统的测量技术中,也常常会利用到定位测量技术,但是常规的GPS并不能够满足实际的精准测量。GPS-RTK测量技术正是对于该方面应用的升级,在进行测量时,能够更加准确地反应测量的精度。因此才能在勘查领域的测量工作中被广泛采用。GPS-RTK测量技术在被广泛应用的同时,也一直在改进,与时代的发展接轨。在进行测量工作中所消耗的时间也慢慢在缩减,GPS-RTK测量技术也从原先的静态的定位方式,转化为现在革新的动态定位方式。在测量时所消耗的时间也从原先的20min缩减到了现在的几秒钟,在效率上提升巨大。在进行传统测量技术的使用时,还需要利用到多个测量点间的直接视图,这就要求在前期工作中对其进行制作。但是在利用GPS-RTK测量技术进行测量时完全不需要考虑这方面的因素,减少了工作流程,增加了测量工作的效益。

3、GPS技术在矿山测量工作中的应用

3.1、GPS静态布设平面控制网

①选点方面的要求。在进行选点时候,通常需要尽可能选择一些地面情况十分平稳,易于保护同时周围便于设计测量装置的区域,从而可以为之后的观察工作提供便利。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当测量的具体地点确定之后,还需要做好相应的标记,并提前采取防护措施。②控制网的设计。当每一次测量工作结束之后,GPS技术都会出现一个同步的观测闭合环。为了确保平面控制网内部几何平衡,必须满足复测边和非同步图形闭合方面的基础要求。同时还需要参照R.Asany提出的观测时段数计算公式和各基线数公式,以此能够形成全新的GPS控制网结构。③控制网平差。通常情况下,控制网平差主要可以分成两个方面,分别是二维约束平差和三维非约束平差。在应用GPS技术的时候,首先需要应用其中的三维无约束平差,以此对基线向量的误差展开测量,并对实际测出的数据展开人工调整,从而可以得知每一个卫星实际测量需要耗费的时间。将其中运行存在问题的卫星去除,并重新调整卫星采用的时间间隔以及角度,从而选出误差最小的数据。之后再进行二维约束平差,以此促使GPS测量工作的精确性进一步提高。

3.2、测量区域内的参数转换

在进行测量工作时,需要建立一个合理的WGS-84坐标系。而矿山地形区域在地理结构上本就拥有一个属于自己的坐标系。所以在进行测量时,面对两个不同来体现矿山地形位置的坐标系,我们不能因此而互相混淆,需要能够合理的将两种坐标体系做到互相转换。而在坐标系转换过程中就必须涉及到不同参数的相互转换与求值问题。而且不仅仅如此,由于矿山地形各个位置信息的不同和变化,意味着整个测量过程将更有难度,不只精度要求更高,同时对测量信息数据的处理和转换也更难。所以为了解决这些问题,提高整体的测量质量和效率,我们采用GPS矿山地形三维变形测量网数据处理模型。该数据模型可以良好的对测量区域内两种坐标系的参数进行转换,有效的解读参数转换问题。

3.3、矿山地质工程点的定位测量

针对地质工程勘探状况,若在地质工程测量中采用传统的勘探方法,会降低勘探的整体效率,无法满足地质工程勘探的基本需求。而通过GPS RTK技术的运用,可以有效简化地质工程的探测流程,整个工作中,根据探测区域的基本特点,进行基准点的确定,并通过RTK技术的运用将测量数据引入到工作区域,可以有效提升工程项目测量的准确性,最终实现移动站的工程点测量。在地质工程点布设的过程中,通过GPS RTK技术的运用,可以及时改变传统地质工程测量中存在的问题,针对测量的特点,进行联测方式的改善,以保证GPS RTK技术使用的有效性。一般情况下,在地质工程点布设中,应该将工程坐标输入到GPS接收机之中,之后通过GPS RTK技术的运用,进行工程点的布设,以提升地质工程测量的准确性。

3.4、RTK施测

结束完对测量区域的参数转换后。在测量过程中,对GPS天线位置的设定是必要的。但是在设定过程中依然要考虑到GPS的天线定向误差问题。由于GPS的基线向量与GPS的天线定位密切相关,所以如何保证天线定向误差的合理性是我们所必须考虑的问题。对此,在对GPS的天线定位时,我们为了保证天线定向的准确性,应该在之前所建立的不同基测平台上分别标志出北方向线,然后根据这些确定好的方向线来对GPS天线进行定向,以保证GPS的基线向量准确稳定。虽然两个坐标系在一定程度上相互影响,相互制约。但是如果有效的将GPS和WGS-84坐标系相结合,不仅可以相互参照,使测量结果更准确,更可以互相修正坐标位置,减少误差。同时在用GPS技术进行卫星定位测量相关信息数据时,我们可以在计算过程中将这些数据和TGS核心基站的采集数据相联系,一起进行相关方面的计算。这样的数据联合会使最终的计算结果更加稳定与准确。最后我们在利用GPS技术进行卫星定位和位置查询时,一定要重复多次进行,提高准确性,减少偶然误差。

结束语

从工程项目测绘结果来看,完全满足了工程项目建设要求,尤其是网络RTK技术提供的实时准确坐标数据为工程建设的顺利起到了基础和保障作用。总而言之,网络RTK技术手段有其自身的优势,较之于以往传统的工程测绘手段而言有其优越性,因此,实践中应当根据项目特点合理选用测量技术方法,以提高工程测量准确度,确保工程项目顺利建成。

参考文献

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[5] 向双.GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用[J].世界有色金属,2018(24):18+20.

论文作者:冯聪

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期

论文发表时间:2019/8/23

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