GPS RTK技术在小煤矿工程测量中的探讨

　　摘要:本文探讨了GPSRTK技术在小煤矿地质勘查测量中的问题和技术运用,GPSRTK技术在小煤矿地质勘查测量工作,应该具有较好的发展前景。
　　关键词:GPSRTK技术：小煤矿：工程测量
　　本次的作业地点是位于山里的小煤矿,该矿位于山区,矿权范围较小、地势起伏较大(海拔在2000m以上)、地形复杂、分布不均匀,且受天文观测点及天文重力观测点密度的限制,因此工作条件比较困难,是一个比较典型的例子。本次工作任务根据设计要求测绘该矿矿权范围的1/5000地形图以及一些地质工程点的测量。
　　1RTK基本工作原理
　　RTK(RealTimeKinematic)实时动态测量技术,是以载波相位观测为根据的实时差分GPS(RTKGPS)技术,它是测量技术发展里程中的一个突破,它由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成。
　　RTK基本工作原理:在已知高等级点上(基准)安置1台接收机为参考站,对卫星进行连续观测,并将其观测数据和测站信息,通过无线电传输设备,实时地发送给流动站,流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线接收设备,接收基准站传输的数据,然后根据相对定位的原理,实时解算出流动站的三维坐标及其精度(即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H,加上基准坐标得到的每个点的WGS-84坐标,通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H)。
　　2RTK图根控制测量
　　传统的图根控制测量采用常规的方法来施测,不仅费工费时,要求点间通视,而且精度分布不均匀,且在外业不知精度如何,采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法,在外业测设过程中不能实时知道定位精度,如果测设完成后,回到内业处理后发现精度不合要求,还必须返测。
　　利用RTK进行控制测量不受天气、地形、通视等条件的限制,控制测量操作简便、机动性强,工作效率比传统方法提高数倍,大量节省人力,不仅能够达到测量的精度要求,而且误差分布均匀,不存在误差积累问题。采用RTK来进行控制测量,能够实时知道定位精度,如果点位精度要求满足了,用户就可以停止观测了,而且知道观测质量如何,这样可以大大提高作业效率。
　　RTK图根控制测量作业流程图如图1。
　　
　　图1RTK图根控制测量作业流程图
　　2.1收集测区控制成果,含控制点的坐标、等级、中央子午线、坐标系及控制点属常规控制网还是GPS控制网。
　　2.2求定测区转换参数,对于RTK测量,要求实时得出待测点在实用坐标系,因此,坐标转换问题就显得尤为重要。实际需要将GPS观测的WGS-84坐标转换为国家平面坐标，或者工程施工坐标。对于WGS-84到国家平面坐标的转换,可以采用高斯投影的方法,这时需要确定WGS-84与国家平面坐标两个大地测量基准之间的转换参数(三参数或七参数),需要定义三维空间直角坐标轴的偏移量和(或)旋转角度并确定尺度差。但通常情况下,对于一定区域内的工程测量应用,往往利用以往的控制点成果求取“区域性”的地方转换参数。
　　2.2.1采用已有的静态数据,直接将控制点的WGS-84坐标和国家平面坐标或者工程施工坐标输入手簿,利用随机软件求解坐标转换参数。
　　2.2.2测区只有足够控制点的地方坐标,相对位置关系精确,但没有WGS-84坐标。在这种情况下,可以利用RTK测量方法,以基准站为起算位置(这个起算位置的坐标由GPS接收机观测确定,是一个精度有限的大地坐标,但它不影响RTK观测的相对位置关系),确定各控制点之间相对精确的位置关系,并实时测定WGS-84大地坐标。该方法具体实施时可能会遇到难处,比如控制点的距离太远,而RTK的作用距离有限。
　　2.2.3当某些地方无合适的控制点坐标来设置基准站,也可以采用基准站任意摆放的方式,即虚拟一个基准站,基准站的WGS-84坐标直接从测量手簿读取,然后流动站再到各个控制点上去采集WGS-84坐标。
　　2.3选择基准站及设置,GPSRTK定位的数据处理过程是基准站和流动站之间的单基线处理过程,基准站和流动站的观测数据质量好坏、无线电的信号传播质量好坏对定位结果的影响很大,基准站位置的有利选择非常重要。RTK测量中,流动站随着基准站距离增大,初始化时间增长,精度将会降低,所以流动站与基准站之间距离不能太大,一般不超过10km范围。同时要考虑基准站上空无卫星信号的大面积遮盖和影响RTK数据链通讯的无线电干扰,以及提高基准站无线架设高度。基准站的设置含建立项目和坐标系统管理、基准站电台频率选择、GPSRTK工作方式选择,基准站坐标输入、基准站工作启动等,以上设置完成后,可以启动GPSRTK基准站,开始测量并通过电台传送数据。
　　2.4流动站设置包括建立项目和坐标系统管理、流动站电台频率选择、有关坐标的输入、GPSRTK工作方式选择,流动站工作启动等。以上设置完成后,可以启动GPSRTK流动站,开始测量作业。
　　2.5测量前的质量检查,为了保证RTK的实测精度和可靠性,必须进行已知点的检核,避免出现作业盲点。研究表明,RTK确定整周模糊度的可靠性最大为95%,RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此,和GPS静态测量相比,RTK测量更容易出错,必须进行质量控制。一般采用了以下两种方法:(1)已知点检核比较法———用RTK测出已知控制点的坐标进行比较检核,发现问题即采取措施改正。(2)重测比较法———每次初始化成功后,先重测1-2个已测过的RTK点或高精度控制点,确认无误后才进行RTK测量。最可靠的是已知点检核比较法,但控制点的数量总是有限的,所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果。
　　经过以上已知点的检核后,符合要求后开始作业。
　　2.6内业数据处理,数据传输就是在接收机与计算机之间进行数据交换。GPSRTK测量数据处理相对于GPS静态测量简单得多,如用TGO软件处理接收机导入的测量数据(*.dc),直接可以将坐标值以文件的形式输出和打印,得到控制点成果。
　　3地质工程点的测量及工程应用和精度分析
　　所有地质工程点的测量如:钻孔的位置、槽探的端点、巷探的位置点以及地质填图所需的地质界线点、构造点,产状点等都可以按上述方法一次性测得,并以文件的形式输出和打印,最终得到测点成果。
　　用GPSRTK进行图根控制和地质工程点的测量。为了检验RTK控制点的实际精度,RTK测量结束后,用全站仪(2″)对部分相互通视的点实测的边长、高差与测量坐标反算边长、高差比较,最大边长较差0.018m,最小边长较差0.001m,边长间距中误差为0.007m,高差(△H)最大较差为0.053m,最小为0.000m。结果表明所测点精度良好。可以看出,RTK实测精度完全符合导线测量精度要求,而且误差分布均匀,不存在误差积累问题。

 1/2    1 2 下一页 尾页