试析GPS-RTK技术在矿山测绘中的运用

高东祥

摘要:随着我国科学技术的快速发展,先进的地形测量技术被广泛推广和采用。其中GPS-RTK技术具有明显的优势,因而被广泛应用于地形测量之中。在矿山的绘制中,GPS-RTK是一种新型的矿区测量技术。本文介绍了GPS-RTK在测量方面的优越性及其工作原理、其具体所用的结构以及该技术在矿山测绘中的运用情况。

关键词:GPS-RTK矿山测绘运用

中图分类号:TD1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0098-01

在平原地带里的矿区进行测量是比较简单的,因为其地形不复杂,用常规的测量仪器就可以对矿区内的建筑物、放样施工、地形等进行测量,就能够满足要求。然而在山区里,因其地形复杂,用传统的测量工具进行测量比较困难。因此,就必须寻求一种高效率的测量技术来适应山区矿区的建设与发展。值得庆幸的是,GPS-RTK正好能满足山区矿山的测绘工作要求。下面将依次对GPS-RTK的优点及工作原理,GPS-RTK技术所用的具体结构,以及其在矿山测绘中的应用进行阐述。

1GPS-RTK技术的优点及其工作原理

1.1 GPS-RTK技术的优点

(1)该技术在测量时具有实时性。这是一般设备所不能达到的,而且其测量精确度可以达到厘米级。

(2)GPS-RTK技术测量效率高。由于GPS-RTK所用的设备属于快速高精度设备,其在处理数据方面效率高,因而与常规测量手段相比测量效率高。

(3)GPS-RTK技术在山区里进行测量时,所得的测绘图形是实时的,工作人员可以即可对比现场从而能及时进行校正。

(4)观测距离远且工作时间长。由于GPS采用的是卫星系统,因而不需要通视就可以进行远距离观测,并且可以全天作业。

(5)操作简单,单人操作即可。在基站设置好之后,GPS-RTK的系统由一个人操作即可,也可以设置流动基站,来更好地提高测量效率。

1.2 GPS-RTK的工作原理

RTK(Realtime Kinematic)称为实时动态差分法,是GPS(全球定位系统)测量方法中的一种。RTK技术采用了载波相位动态实时差分的方法,具有能够在野外实时测量达到厘米级别的定位精度。

其工作原理具体如下所述:使用至少一台流动站及一台基准站,而且这两台GPS接受设备必须同时工作。基准站GPS接收机一般要设置在一个固定点上,然后接收来自卫星的原始数据,经由串行口传到无线电发射装置,然后发射电台先将该原始数据进行封装再广播出去;封装的原始数据被广播后,被流动站的电台接收到并解包得到原始数据,经由串行口送至流动站的GPS接收机中,同时流动站的接收机还要采集流动站当前位置的原始数据信息。于是,来自基准站与流动站的两个原始数据就汇聚在流动站GPS接收机中进行统一处理,计算出基准站与接收站之间高精确度的基线向量,从而计算出流动站的具体方位坐标。从而多次测量之后,就能很精确地绘制出所测量的区域。

2GPS-RTK测量系统的主要结构

其主要是由GPS接收机、软件处理系统以及数据传输系统三个方面的设备组成。其具体介绍如下。

2.1 GPS接收机

考虑到双频测量的精确度比较高,且有助于快速计算出未知数,因而在实际测量工作中基准站与流动站均采用双频GPS接收机。若是基准站为多个流动站服务时,要保证基站GPS接收机的采样率与流动站所使用的GPS接收机的最大采样率保持一致。

2.2 软件处理系统

具有快速处理数据的能力,并确保最终得到的结果的可靠性与精确性,并且能够保证进行实时动态测量时的可行性。

2.3 数据传输系统

数据传输系统是由基准站无线电发射装置和流动站的无线电接收装置所组成的,通过无线电相互传递数据信息。对于发射电台与接收电台的功率与频率选择,主要考虑流动站与基准站之间的距离、周边环境情况以及传输数据的速度。

3GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用

在现代的矿山建设中,各个矿区的工程项目的建设都不能离开大量图纸的测绘工作。而且,由于我国经济的不断发展、对能源的需求越来越大,导致矿山建设的步伐的加快,从而使得矿区周围地表的环境变化较快。为了给设计单位或者施工单位提供准确的矿山信息,就有必要对山区进行准确而快速的测量。而GPS-RTK技术能够为矿山的测绘工作带来便利,最大程度上减小工作量、调高工作效率。其主要应用如下所示。

3.1 矿区控制网路的建立与使用

在精确度方面,GPS-RTK技术完全能够满足建设矿区控制网络对于精度的要求;在覆盖范围方面,根据矿山具体情况,科学合理地安排基准站搭建地点,理论上完全可以覆盖整个矿区。另外要说明的是,尽量用最少的基准站全面覆盖所测矿区。

因此GPS-RTK技术完全可以运用在矿区的控制网络的建设与使用中,不仅能够保证较高的精确度,还省时省力、方便快捷。

3.2 矿区地面的形变测量

矿区地面的形变测量的主要目的是在不同的时间段内测得地面点处的高度和水平位置,通过与之前测得的数据进行一系列的对比分析,计算出地面点位处的下沉距离和水平位移,为变形的预测提供科学、真实可信的数据支持。

GPS-RTK技术在矿区地面的形变测量方面能够非常精确地完成对测量点的位移监测。根据相关资料显示,GPS-RTK测量点为的精确度科大厘米级,测得的高程也可满足矿区变形监测的需要。

3.3 矿区工程的测量

矿区的工程测量时一项很重要的内容,因为矿山中环境复杂,常规手段很难满足矿区工程对效率和精度的要求。在矿山区域内,GPS-RTK技术在动态测量矿区采煤地面沉陷积水面积、纵、横断面图的测量、测绘矿区地形地貌图、以及钻孔的放样等等方面均能满足工程要求。

3.4 图形的绘制

利用计算机处理由GPS-RTK技术测量得到的数据信息。用相关作图软件将矿山地形等数据输入,得到测量图形;然后根据测量图形对照设计图纸,发现设计不符合实际的地方,及时作出调整。

4结语

GPS-RTK技术在矿山的测绘工作中因其諸多的优点而被广泛运用,能够满足矿山设计与建设对于数据精确性与有效性的要求。

参考文献

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