淺談gps(rtk)技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

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1、淺談GPS(RTK)技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用摘要：GPS全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用,在近些年得到了迅速推廣,這主要依賴于GPS系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候地連續(xù)提供高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息等技術(shù)參數(shù)。關(guān)鍵詞:GPS定位系統(tǒng);礦山工程;控制測(cè)量中圖分類號(hào)：P228文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A礦山工程的測(cè)量主要應(yīng)用了GPS的兩大功能:靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過接收到的衛(wèi)星信息,確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo);動(dòng)態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng),將地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)的施測(cè)并記錄出來,也可把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位,實(shí)地放樣于地面上。1GPS測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)(1)測(cè)

2、站之間無需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPS這一特點(diǎn),使得選點(diǎn)更加靈活方便。但測(cè)站上空必須開闊,以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。(2)定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm,而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm,GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng),但隨著距離的增長(zhǎng),GPS測(cè)量?jī)?yōu)越性愈加突出。(3)觀測(cè)時(shí)間短。觀測(cè)時(shí)間短采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)7,每個(gè)測(cè)站上的觀測(cè)時(shí)間一般在30～40min左右,采用快速靜態(tài)定位方法,觀測(cè)時(shí)間更短,特別是RTK技術(shù)的成熟,使測(cè)量時(shí)間大大縮短。如使用南方S-82接收機(jī)的RTK法可在1s以內(nèi)求得測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。(4)提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量在精確測(cè)定觀

3、測(cè)站平面位置的同時(shí),可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。(5)操作簡(jiǎn)便。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。目前GPS接收機(jī)已趨小型化和操作簡(jiǎn)單化,控制測(cè)量時(shí)觀測(cè)人員只需將天線對(duì)中、整平,量取天線高打開電源即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè),而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲,跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成,利用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即求得測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)。而RTK測(cè)量則更為方便,校正可實(shí)現(xiàn)參考站已知或未知,只需參考站開機(jī),移動(dòng)站可自動(dòng)搜索參考站電臺(tái)信號(hào),所有工作即可在移動(dòng)站上通過手薄控制器輕松實(shí)現(xiàn)校正、采點(diǎn)、放樣及其它專用功能。(6)全天候作業(yè)。GPS觀測(cè)可在任何地點(diǎn),任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行,一般不受天氣狀況的影響。2GPS系統(tǒng)在實(shí)際測(cè)量

4、工作中的應(yīng)用2.1礦區(qū)控制網(wǎng)的建立7常規(guī)控制測(cè)量要求控制點(diǎn)之間相互通視，作業(yè)工序復(fù)雜，而且精度不均勻，外業(yè)中也不知道測(cè)量成果的精度。而用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量既能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)知道定位精度，這樣可以大大提高作業(yè)效率。在精度方面，GPS-RTK的精度完全滿足礦區(qū)控制網(wǎng)的要求。2.1.1GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)常規(guī)測(cè)量中控制圖形設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的工作，而在GPS圖形設(shè)計(jì)時(shí)，因GPS同步觀測(cè)不要求通視，所以圖形設(shè)計(jì)具有很大的靈活性，但還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)GPS網(wǎng)的點(diǎn)與點(diǎn)間盡管不要求通視，但要考慮到利用常規(guī)測(cè)量加密時(shí)的需求，每點(diǎn)應(yīng)有一個(gè)以上通視方向。(2)GPS網(wǎng)必須由非同步獨(dú)立觀

5、測(cè)邊構(gòu)成若干個(gè)閉合環(huán)或附合路線。網(wǎng)形包括：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式、邊點(diǎn)混合連接、多邊形連接等。點(diǎn)連式圖形邊連式圖形邊點(diǎn)混合連接圖形2.2碎部測(cè)量RTK實(shí)時(shí)測(cè)量以其高精度、高效率、寬廣的應(yīng)用范圍極受業(yè)界的親睞,得到了空前的關(guān)注。結(jié)合目前GPS定位在民用的技術(shù)水平,如何將上述優(yōu)勢(shì)淋漓盡致的體現(xiàn)出來,其中一個(gè)重要的技術(shù)環(huán)節(jié)就是正確、實(shí)時(shí)地求取地方坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。眾所周知,GPS定位提供的7WGS84大地坐標(biāo)在大多數(shù)工程應(yīng)用中沒有太大意義。實(shí)際需要將GPS觀測(cè)的84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為國家平面坐標(biāo)(如BJ54)或者工程施工坐標(biāo)。對(duì)于WGS84到BJ54的轉(zhuǎn)換,可以采用高斯投影的方法,這時(shí)需要確定WGS84與BJ5

6、4兩個(gè)大地測(cè)量基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)(三參數(shù)或七參數(shù)),需要定義三維空間直角坐標(biāo)軸的偏移量和(或)旋轉(zhuǎn)角度并確定尺度差。但通常情況下,對(duì)于一定區(qū)域內(nèi)的工程測(cè)量應(yīng)用,往往利用以往的控制點(diǎn)成果求取“區(qū)域性”的地方轉(zhuǎn)換參數(shù)。其前提條件是:(1)控制點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)足夠。一般來講,平面控制至少3個(gè),高程控制應(yīng)根據(jù)地形地貌條件,數(shù)量要求會(huì)更多(如4個(gè)或以上),以確保擬合精度要求。(2)控制點(diǎn)的控制范圍和分布的合理性?？刂品秶鷳?yīng)以能夠覆蓋整個(gè)工區(qū)為原則,一般情況下,相鄰控制點(diǎn)之間的距離在3～5km,所謂分布的合理性主要是指控制點(diǎn)分布的均勻性,當(dāng)然控制點(diǎn)是越多越好。(3)控制點(diǎn)之間應(yīng)具備相互位置關(guān)系精確的WGS84大

7、地坐標(biāo)BLH和地方坐標(biāo)XYZ,以確保轉(zhuǎn)換關(guān)系的正確性。事實(shí)上,具體的測(cè)量工作遇到的情況可能有以下幾種:(1)寬廣的測(cè)區(qū)只有有限等級(jí)控制點(diǎn)的地方坐標(biāo)XYZ。在這種情況下,要根據(jù)實(shí)地情況做加密的控制測(cè)量,將靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體網(wǎng)統(tǒng)一平差,給出相對(duì)精度準(zhǔn)確的WGS84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)。7(2)測(cè)區(qū)已經(jīng)有足夠控制點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)和地方坐標(biāo),并且有精確的相對(duì)位置關(guān)系。(3)測(cè)區(qū)只有足夠控制點(diǎn)的地方坐標(biāo),相對(duì)位置