GPS-RTK技术在矿山测量中的应用研究

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年2月第5期   作者:王亮
[导读] 在近年来GPS技术不断发展的过程当中,GPS-RTK技术在工程、地形、以及航空摄影测量方面具有了较多的应用。

        王亮
        辽宁省化工地质勘查院有限责任公司   辽宁锦州   121007  
        摘要:在近年来GPS技术不断发展的过程当中,GPS-RTK技术在工程、地形、以及航空摄影测量方面具有了较多的应用。在露天矿山开采当中,也需要能够做好技术的把握与应用,更好的满足实际工作需求。
关键词:GPS-RTK 技术;露天矿山;测量
引言
        GPS-RTK技术因其较高的准确性应用于很多领域,包括土地测量,工程测量等。对于矿山测量,测量数据的准确性与相关项目的顺利开展之间有着密切联系。实际应用上,GPS-RTK技术不仅能够较好地对矿山进行数据测量,还可减少人力物力等,且测量效率相对较高,对推动整个测绘行业的发展有着重要作用。
1GPS-RTK技术
        RTK是一种通过观察载波相位差值来实时动态定位的一种技术,同时也是Realtimekinematic的缩写。这种技术非常受欢迎,它可以进行全球定位,并且可以实时进行测量,精确度可达几厘米,误差非常小。且这种技术在建筑测量中应用非常广泛,测量人员可以用它来做地图的拓扑和进行实时的测量,降低人工劳作成本,另外可以直接利用RTK来进行监测。RTK能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并且该结果的误差十分小,控制在厘米级范围内。RTK系统操作下,该系统观察和检测到的数据会通过基准站,以此为中介进行传送,最终送达流动站。而流动站的作用不仅仅是用来接收基准站的数据,流动站也要自己来进行数据的观测,在通过GPS显示,然后并组成差分测量值,通过我们观察到的观测值来进行实时处理,最终会得到一个非常小的误差,该误差控制在厘米级,基准站测量的观测数据实行实时传送,这一方法能够快速对各个卫星的整周模糊度进行接收,通过计算取得点位坐标。而这个过程处理虽然需要经过中介转化,但定位结果的处理很快,几乎都控制在1s的范围内。
        GPS-RTK技术方面,其实现过程即是在基准站对GPS接收机进行安装,在一个观测时间段内,能够连续观测所有的卫星,在通过观测获得数据之后,再由无线电数据传输设备实现对不断移动流动站的发送。在初始过程当中,流动站坐标具有准确性,以此帮助用户接收机能够根据已知坐标流动站、基准站对差分信息进行计算,即相对定位三维差。在后续测量中,流动站也将根据获得的GSP信号、差分信息对流动站准确坐标进行计算,该坐标是WGS-84坐标系下的坐标,通过坐标转换,即能够对坐标系的待定点三维坐标进行获得。
2GPS-RTK技术优势
        2.1数据准确度高
        从实际的测量情况看,GPS-RTK技术测量的精准性非常高,定位数据准确,整体的测量效果较好。
        2.2RTK具有定位精准度较高、操作便捷的优势
        在后续测量中,RTK技术可以实现定位精准度较高的应用优势。RTK测量技术是一种实时的动态监测技术,具有极高的定位需求,以满足后续的定位精准度。在传统的检测测量中,如经过多次搬站后,其均会出现不同程度的误差积累。而RTK技术可以克服此类缺陷,在满足RTK基础工作条件下,实现极高的平面测量度精准。在实际测量过程中,通过该技术的应用,可以有效减少测量误差的出现,完成有效处理。此外,RTK测量技术自动化水准较高,其操作简单。RTK技术其自身的测绘功能在行业当中实现了广泛推广,流动站可以利用RTK内附加的软件,降低人工的参与模式,保证多种测试测绘结果精准。在测绘技术当中,其自动化水准较高,无需过多人工辅助便可以顺利、精准的完成测量。作为测量精准度较高的测量技术,RTK可以减少人为测量所造成的严重误差。
        2.3自动化程度高
        GPS-RTK技术应用内基站中的软件控制系统,自动化、集成化程度较高,从而避免人工操作所产生的误差。
3GPS-RTK相关的作业流程
        GPS-RTK在实施测量工作前,必须采集相关测试区域的比例尺寸,完成野外勘察。在勘察过程中,必须考虑到城市以及大片树林的测量地点,并提前完成准备工作。为了保证本文数据具有可信度,本文将就北京合纵思壮公司生产的E650RTK测量设备进行分析。在测量工程中,其需要进行六大步骤。

其一,设定工程项目,成立工程;其二,在校正界面当中,输入控制点,完成坐标以及平面图标的绘制;其三,将基准站假设选在控制点上,完善基准站的设置;其四,设置流动站;其五,在设置完毕后,进行4参计算。如在计算过程中,发现多余控制点,可以在该点上进行二次验证;其六,完成实际工作,例如RTK测量、RTK放样、RTK绘制等。在实施方案当中,其必须具备三个或三个以上具有连续性的控制点,选择合理架构进行基站建设。在基站建设完毕后,架设流动站数据连接,以保证其可以根据工程的实际情况进行数据转换。由于其自身具备了一定的控制点坐标,因此可以省去控制点的联合检测步骤,可以进一步完成测量放样等作业。需要注意的是,在使用RTK测量技术时,控制点坐标必须保持至少三个以上,才可以完成相关测量精度的要求,保障工程数据的真实性以及可靠性。此外,也可以进行高程控制,且出现多余点时,可以考量周围是否有大型建筑物影响整体工程的有效开展。检查RTK自备的电瓶电量是否充足,排除是否因电量不足导致测量精度出现问题的情况,校正基座,减少有可能会出现的误差。
4矿山测量应用
        4.1数字地形图测量
        在矿山生产建设当中,大比例尺地形图是其中重要的基础资料,也因此使大比例尺地形图的测绘工作成为了实际矿山测量工作进行当中的重点。在传统进行地形图测绘时,首先需要在测区对平面控制网进行建立,做好控制点坐标的计算,之后采集碎部点数据,根据该数据进行计算机成图处理。对于该方式来说,其在实际应用当中具有较大的工作量,且在测量速度方面也存在不足,具有较高的成本。而通过GPS-RTK技术的应用,则能够对测量质量、效率进行有效的提升。基准站方面,可以在实际测量时对参数转换进行启动,使其以自动的方式运行,由流动站测量碎部点的采集,在整个过程当中仅仅配备一名测量人员即可。在碎部点上对GPS接收机进行架设时,仅仅需要停留几秒钟,即能够对待测点的高程以及平面位置信息进行获得,之后,同记录属性信息结合,即能够完成后续地图的绘制。该方式在实际应用当中,不仅能具有较快的数据采集速度,且能够获得较高的数据采集精度与质量,能够有效提升测量效率。
        4.2在矿区大比例尺地形图测绘中的
        应用基于目前大型露天矿山的生产需要,在进行矿山的开采施工之前,需要做好矿区的大比例尺地形图的测绘,为后续的相关工作开展奠定基础,提供依据。应用GPS-RTK技术,可以在完成基准站的设置后,实现自动测绘,在相应的流动站安排一个操作员即可,在相应的碎部点只要几秒就可以获得相应地理位置的坐标和高程等,构建相关的碎部点数据库,也可以在具体的测绘制图软件上进行大比例尺地形图的测绘工作。在这种测绘技术应用下,矿区大比例尺地形图的测绘工作就能简化不少,省时省力,效率高,精准度高。
        4.3矿岩剥离量验收
        在大型露天采矿场运行当中,具有较高的矿石日产量。在具体工程建设当中,需要对矿岩剥离量进行检查验收。在该项工作当中,较为常规的方式即是在矿区对部分导线控制点以均匀的方式进行布置,在实际布置当中,需要保证不同控制点间具有相互通视的特点。在部分情况,也需要将导线点实现对矿区内部的引测,在完成控制控制工作后,再采集相应的碎部点数据,也因此使整体工作具有了较大的验收工作量。同时,受到现场施工因素的影响,在控制点完成布置后,也经常会受到破坏,或者虽然没有被破坏,但也存在因机器遮挡无法正常测量的情况。通过GPS-RTK技术的应用,即能够对上述问题进行有效的解决,即可以在基准站对观测参数进行设置,做好其改正处理,对流动站数据采集启动。在整个数据采集当中,不会受到车辆、机器的遮挡影响施测,且该方式测量不会同导线点方式一样存在积累误差的情况。该技术在实际应用当中,能够在几天内即完成验收,能够有效实现对人力物力的节约。
结束语
        GPS-RTK测量技术在大型矿山测量的应用,不仅可降低测量成本,还可弥补传统测量技术存在的不足,从而提升矿山的整体测量质量。随着相关技术的进步,GPS-RTK测量技术不断完善,其在矿山项目中也将发挥出更强大的作用。
参考文献
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