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摘要:随着经济的快速发展,GPS在工程中得到广泛应用,并且GPS的应用也在逐渐改变着传统的测量方式。GPS为传统的测量提供了多种选择。随着科技的不断发展,RTK技术更是推动了GPS的前进。RTK技术具有全天候采集的性能,且对空间条件的适应性极强,这些优点使得RTK技术在野外露天矿山测量中起到重要的作用。
关键词:RTK技术;工作流程;露天矿测量;应用;
随着测绘技术的不断发展,GPSRTK技术在测量中的应用范围越来越广,RTK测量技术在露天矿测量工作显示出了其独特的优势,得到了广泛的应用。
1RTK的工作原理
实时动态定位技术,也成为RTK系统因为自身定位准确,及时被广泛运用。RTK可以根据载波相位观测实时差分。他的工作原理为将一台接收器放置于接受站上,而另外一台或者多台接收机放置在RTK是载波相位观测,根据实时差分RTK测量的实时动态定位技术,这种技术是在基准站上面摆放1台接收机,在流动站上面放剩下的几台,虽然它们放置的地方不同,但是它们能够在相同的时间接收到相同的GPS卫星发射的信号,我们获得的观测值是通过基准站上面的那台仪器接收到的。把这个观测值和我们已知位置信息放在一起做比较,他们之间的差值就叫做GPS差分改正值,共视卫星的流动站把由无线电数据链电台传递过来的差值精确化,转换成GPS观测的数值,然后运用一定的方法,把所得到的经差分改正后得到流动站精准的实际位置,促使它的测量精度可以迅速的达到厘米级仅仅在1--25s时间内,通过以上过程随时计算出的定位结果,由此可以推断,用户站和基准站观测的质量和解算结果,我们根据这两方面的成果来确定是否达到我们想要的预算结果,这样就可以减少观测的次数避免浪费我们的精力和时间。因此,RTK测量技术精度高,时效性和效率,在工程测量中得到了广泛的应用。
2GPSRTK测量技术的优点
2.1测量组织更为灵活.因基准站与流动站之间依靠数据链联系,只要电台功率足够,电波发射范围就是实际作业范围。各流动站独立作业,可采用一个基准站配一个或多个流动站的作业组织形式。
2.2操作简便,数据处理能力强.只要在设站时进行简单的设置,就可以边走边获得测量结果坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,便于存储、管理和共享,达到一测多用的目的。
2.3作业效率高.在一般的地形地势条件下,设站一次就可测完大约6km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器搬站的次数,提高了劳动效率。
2.4降低了作业条件要求.RTK技术不要求点间通视,因此和传统测量相比,RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因数的影响和限制较小。在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区的测量工作,只要满足RTK的基本工作条件,就能够快速的完成高精度的定位作业。
3RTK在露天矿山测量中的作业流程
3.1内业准备。(1)根据工程项目,设定工程名称,输人可用控制点坐标。(2)参数设置:对基准站、流动站的数据采样率进行设置,以及高度截止角的设置。(3)若已知坐标转换参数,则直接输人手簿。(4)实施工程放样前,内业输人每个放样点的设计坐标,以便野外实时、准确放样。对于较多的放样点,RTK手簿可将坐标文件以CSV格式通过数据传输软件直接导人。
3.2求定测区转换参数.在进行一些矿山方面的测量,往往会运用两种坐标系:北京坐标系或独立坐标系。在进行WGS一84坐标与这两种坐标系进行转换的时候会有很多问题的出现。所以,坐标转换工作就非常重要,需要我们细心周到,在RTK作业时实时给出准确恰当的当地坐标。(1)对于较大型的测区,在RTK施工的时候,我们首先要做的就是转换测定参数,然后在高等级控制点相同的一点上面的北京坐标系或独立坐标系求出转换的数据,从而可以准确的输入参数以及基准站的坐标。(2)除了上面这种方法,另一方面当我们在RTK作业时我们可以首计算出转换的数据。第一,设立基准站并采集单点定位WGs一84坐标的选址上面要注意选择一眼望不到边际的那种视野开阔的地方。第二,流动站联要多测几个高等级的控制点,尽量四个或者四个以上,最后就可以求解标转换参数。
3.3基准站的安置.(1)像微波站,电视台这种大功率由无线电发射源受到强烈干扰的地区,所以在安置基准站的时候要保证基准站远离这些超过200m的距离。远离高压输电线和微波无线电传送通道,所以在安置基准站的时候要保证基准站远离这些超过500m的距离。来避免电磁场对GPS信号的干扰。(2)基准站应安置在周围没有大面积水域或者大型建筑物的地方,因为它们会反射GPS信号物,减弱GPS多路径效应甚至导致数据链丢失。(3)电台信号不能干扰GPS卫星信号。例如不宜把基准站电台离GPS接收机太靠近。另一方面,电台信号线盒电源线过长时卷起来形成涡流,这样会造成磁场的产生,干扰GPS信号。
3.4RTK施测,从测区控制方面来讲,基准站的安置应该选择四周没有各种强电磁干扰源的地方或者可以看到6颗或者超过6颗的GPS卫星这种通视好的地方,该GPS卫星PDOP值不大于7时,它发生初始化,一般只需5S就可以得到固定解,获得固定解之后就可以输入基准点坐标和天线高,为下一步连接流动站做准备,点击手簿中RTK流动站模块,进人RTK点的采集功能,选择控制点类型,3个以上高等级控制点的测区联测,通过手簿软件中GPS点校正手段,求解出坐标转换参数和标准偏差。当校正结果合格后,对已知控制点检查无误后,流动站即可返回PTK流动站模块,进行地形地物点的采集,或点击手簿中的放养模块进行征地边界或开采台阶边坡或管道管线的放样作业等。
4GPSRTK技术在露天矿山测量中的应用
由于GPS测量技术具有全天候、高精度、高效率等优点,随着GPS接收机性能的不断完善,使GPSRTK技术在矿山测量中可以完成多项工作,有时常规测量方法和仪器很难满足工程需要,根据工程性质和特点,为满足矿山生产和建设的需要,通过实践证明,GPSRTK技术在露天矿山建设测量和生产测量过程中具有广泛的发展空间,在实际应用中,充分证明了GPSRTK技术在露天矿山测量中的优越性。
4.1矿区大比例尺地形图的测绘.为满足矿山生产建设的需要,需要对矿区进行大比例尺地形图的测绘。用传统的方法测图,需要先建立控制网,然后进行碎部测量,绘制成大比例尺地形图。其工作量大、速度慢、花费时间长,而且每组至少需要3-4个人。采用GPSRTK测量技术,基准站设置好启用七参数到固定解后校正就可以自动运行,一个流动站只需要一个人就可以操作,在沿线碎部点上只需停留几秒钟就可以获得每点坐标、高程,结合输入的点特征编码及属性信息,构成碎部点的数据库,通过计算机专业测绘软件CASS数据处理、编辑即可绘成DWG数据文件的地形图。由于只需采集碎部点的坐标和高程和输入其属性信息,而且采集速度快,大大降低了测图难度,既省时又省力。
4.2露天采场采剥量的验收.根据工程性质,每月都要对两个采矿场的矿岩剥离量进行验收。采用常规验收方法,需要先在采场周围设置导线控制点,并且要保持点间通视,有时还要引测到采场内部,然后进行碎部测量,测量验收的现场工作量大。而且由于爆破及边坡的影响,常常会导致控制点被破坏,每次工作前都要对控制点进行检核,才能保证验收精度。而采用GPSRTK测量技术只需要在一个已知控制点上架设好基准站启用七参数到固定解后校正,即可同时采用多台流动站进行采矿场现状碎部点采集工作。在采集碎部点过程中不需要点间通视,而且每个碎部点的采集都为独立观测,不存在误差积累。采用GPSRTK测量技术只需要2天就可完成采场采剥量的验收工作,既保证了精度又提高了作业效率,同时又节省了大量的人力、物力。
4.3露天采场边坡境界线的施工放样.设计人员在地形图上定线后,需将境界线及里程桩在地面上标定出来。采用GPSRTK测量技术,只需要将境界线各拐点的坐标输入GPS手簿中,采用线放样或点放样功能系统即可同时完成境界线及里程桩的标定工作。由于每个点的测量都是独立完成的,不会产生累积误差,各点放样精度趋于一致,同时在标定过程中进行实测,标定结束后落到设计图上进行检核,确保标定位置正确。
4.4钻孔的测量和放样。采用GPSRTK测量技术只需要在一个已知控制点上架设好基准站启用七参数到固定解后校正,即可同时采用多台流动站进行钻孔坐标测量。地质技术员在图纸上设计好钻孔后,测量人员只需将各钻孔坐标输入GPS手簿中,采用GPSRTK点放样功能即可将钻孔点位标定到实地位置。
RTK测量技术应用给当前露天矿山测量带来了工作上的较大便利,同时也是对应用传统测量手段的一次技术革新,提高了测量数据的自动化和智能化水平。该测量技术在正常作业条件下,不需要测点之间的通视,可实时地定位所在位置的三维坐标,定位精度高,可实现全天候的测量,在减轻了测绘作业人员的日常工作负担的同时,也提高了测量作业的效率和成果的精度,但RTK技术在目前使用中也存在一些不足,表现在有时会由于受到可观测卫星数量的多少、设备间数据传输是否畅通以及卫星高度截止角大小等因素的影响,也会出现无法正常工作的情况。
参考文献:
[1]王琦.露天矿GPS实时动态测量验收系统.2017.