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        基于GPS RTK的礦山地形工程測量及具體方法分析

        2017-11-03 21:32:02韓小慶
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2017年24期
        關(guān)鍵詞:方法

        韓小慶

        摘 要:本文分析了城市測量的作業(yè)流程,同時(shí)闡述了RTK實(shí)測中需要注意的問題及相應(yīng)對策。旨在明確礦山地形工程測量的重要性,能夠結(jié)合實(shí)踐工作對相關(guān)理論體系進(jìn)行升華,提出了基于GPS RTK的礦山地形工程測量方法,進(jìn)一步提高了礦山地形工程測量的效率和質(zhì)量,全面提升我國礦山地形工程測量的水平。

        關(guān)鍵詞:GPS RTK 礦山地形工程測量 方法

        中圖分類號:P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)08(c)-0034-02

        1 礦山地形工程測量的作業(yè)流程

        1.1 GPS RTK系統(tǒng)的組成

        GPS RTK是實(shí)時(shí)動態(tài)定位測量系統(tǒng)的簡稱,根據(jù)GPS RTK的功能定位和需求而言,GPS RTK系統(tǒng)由衛(wèi)星信號接收、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及軟件解算系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)件所組成,其中軟件解算系統(tǒng)能夠影響GPS RTK測量結(jié)果的精確度。

        1.2 業(yè)內(nèi)準(zhǔn)備

        1.2.1 轉(zhuǎn)換參數(shù)的求值

        轉(zhuǎn)換參數(shù)的求值過程較為簡單,分三步進(jìn)行。首先任意設(shè)定一個(gè)已知點(diǎn)A,以點(diǎn)A為基點(diǎn)架設(shè)GPS基準(zhǔn)站,然后設(shè)置好坐標(biāo)系、投影參數(shù)、差分電文數(shù)據(jù)格式、發(fā)射間隔以及最大衛(wèi)星使用數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù),在關(guān)閉轉(zhuǎn)換參數(shù)和七參數(shù)之后,求得點(diǎn)A的84坐標(biāo)。然后變換GPS架設(shè)的位置,以已知點(diǎn)B為基點(diǎn),重復(fù)上述點(diǎn)的相關(guān)步驟,求得B點(diǎn)的84坐標(biāo)。最后結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)A和B、兩點(diǎn)的84坐標(biāo),求出所需的轉(zhuǎn)換參數(shù)的具體數(shù)值。

        1.2.2 建立任務(wù)

        在轉(zhuǎn)換參數(shù)數(shù)值求取完成之后,設(shè)置好坐標(biāo)系、投影、一

        級變化及圖定義等相關(guān)數(shù)據(jù)信息,新建測量任務(wù)。

        1.2.3 設(shè)定計(jì)劃線

        設(shè)定計(jì)劃線可以在原計(jì)劃線的基礎(chǔ)上進(jìn)行加密處理,對于已經(jīng)有了測量斷面的需要重新設(shè)定計(jì)劃線,根據(jù)現(xiàn)場測量環(huán)境和情況的不同合理選擇是否重新設(shè)定計(jì)劃線。

        1.3 求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)

        礦山地形本身存在一個(gè)地方獨(dú)立坐標(biāo)體系,同時(shí)在測量時(shí)又會建立一個(gè)WGS-84坐標(biāo)體系,為了更好地完成測量工作和測量結(jié)果表述工作,二者之間要求能夠進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換,這就涉及到相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)數(shù)值的求取問題。同時(shí),變形監(jiān)測對于GPS網(wǎng)而言,意味著更高的精度要求和建設(shè)難度,對于GPS觀測技術(shù)和數(shù)據(jù)處理也相應(yīng)的具有更嚴(yán)格的要求。通俗的說,運(yùn)用基于GPS RTK的礦山地形工程測量技術(shù)本身存在計(jì)算定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)和對GPS網(wǎng)精度要求較高的問題,為了解決這些問題和更好地完成測量工作,可以運(yùn)用GPS礦山地形三維變形監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)處理模型來保障GPS RTK測量效果。

        首先,GPS測量技術(shù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),所建立的參考坐標(biāo)系可以直接選擇站心地平坐標(biāo)系,這樣能夠避免數(shù)據(jù)處理參考坐標(biāo)系在和礦山地形本身獨(dú)立坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)造成的一定程度的誤差,保證了數(shù)據(jù)測量和處理的準(zhǔn)確性。同時(shí),運(yùn)用站心地平坐標(biāo)系能夠提高GPS觀測數(shù)據(jù)與其他測量數(shù)據(jù)平臺的聯(lián)合處理效果,在構(gòu)建其他數(shù)據(jù)三維地形變形監(jiān)測網(wǎng)聯(lián)合平差數(shù)學(xué)模型時(shí)也更加簡單。其次,GPS變形監(jiān)測網(wǎng)的平差方法應(yīng)當(dāng)選擇更為合適的擬穩(wěn)平差方法,保障GPS數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量。另外,為了解決平差的基準(zhǔn)問題,可以采用聚類分析方法,幫助和明確基準(zhǔn)點(diǎn),或者說是擬穩(wěn)點(diǎn)的穩(wěn)定性與可靠性。

        1.4 RTK施測

        在確定GPS天線位置設(shè)定時(shí),一般來說,GPS天線相位中心的偏差不大,真正影響到測量結(jié)果準(zhǔn)確性的是天線的定位誤差問題,因?yàn)镚PS基線向量是根據(jù)GPS天線的定向所確定的,一旦GPS天線的定向存在誤差,將會直接影響GPS基線向量的準(zhǔn)確性,因此,在確定GPS天線的定向時(shí),首先要在各個(gè)不同的觀測臺上標(biāo)示出指北的方向線,然后根據(jù)確定的指北方向線安裝設(shè)置GPS天線,保證GPS天線定向的準(zhǔn)確性。

        同時(shí),GPS技術(shù)觀測數(shù)據(jù)的精密程度受到可接受信號的衛(wèi)星數(shù)量和時(shí)間長度所決定,因此,要科學(xué)合理地設(shè)置觀測窗位置口和觀測時(shí)間,保障GPS觀測機(jī)制接收盡可能多的衛(wèi)星信號,并且盡可能地保障信號接收的時(shí)長足夠獲取所需的信息,一般來說,各觀測點(diǎn)的觀測時(shí)長設(shè)置在一個(gè)小時(shí)以上。保障數(shù)據(jù)獲取量充足可以在一定程度上弱化其他客觀因素對GPS觀測結(jié)果造成的誤差影響,提高觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精密度。

        GPS測量技術(shù)可以和當(dāng)?shù)卮嬖诘腤GS-84坐標(biāo)系聯(lián)合起來進(jìn)行共同測量,起到互相制約和修正誤差的作用。一般來說,GPS測量可以結(jié)合TGS核心站的測量數(shù)據(jù)共同計(jì)算,相對單獨(dú)測量計(jì)算而言,聯(lián)合計(jì)算得到的起算數(shù)據(jù)要更加準(zhǔn)確,還可以在一定程度上解決起始點(diǎn)誤差狀況對于測量基線結(jié)果的影響問題。

        另外,GPS觀測要重復(fù)多次進(jìn)行,科學(xué)合理地制定具體觀測方案,通過多次觀測消除和減少測量狀況中的人為因素以及客觀環(huán)境因素造成的可避免類誤差。

        2 基于GPS RTK的礦山地形工程測量具體應(yīng)用和注意問題

        2.1 GPS RTK的優(yōu)勢所在

        傳統(tǒng)的礦山地形工程測量一般采用三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)等方法進(jìn)行測量,測量的過程相對較為麻煩,需要耗費(fèi)的實(shí)踐和人力更多,且測量獲得的結(jié)果誤差也不小。同時(shí),外業(yè)對于地形測量的精度要求了解的也不是很深刻,采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)、偽動態(tài)等測量方法,不能實(shí)時(shí)了解和明確測量定位的精度,等測量完畢交接到業(yè)內(nèi)之后,發(fā)現(xiàn)精度設(shè)置的并不合理,那么又要重新進(jìn)行測量,浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力?;贕PS RTK的礦山地形測量能夠?qū)崟r(shí)掌握測量定位的精度和測量的效果,根據(jù)實(shí)際的測量質(zhì)量確定測量方案和安排,大大提高款孤山地形工程測量的作業(yè)效率。

        2.2 地形測圖

        傳統(tǒng)的地形測圖過程十分復(fù)雜,需要至少2~3個(gè)人共同完成外業(yè)的待測區(qū)域圖根控制點(diǎn)建立工作,這還是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,相應(yīng)的縮減工作量之后的工作安排。傳統(tǒng)的地形測圖過程分為兩個(gè)主要內(nèi)容:一是外業(yè)工作人員利用測圖工具,在測站上測出四周的地貌特征,建立符合地貌特征的碎部點(diǎn),然后通過碎部點(diǎn)與測站的通視功能,完成內(nèi)業(yè)地形測量結(jié)果的拼圖工作。一旦發(fā)現(xiàn)存在精度設(shè)置不合理的狀況,要重新返回到外業(yè)進(jìn)行重新定位,再重復(fù)拼圖過程直到拼圖工作完成之后。利用GPS RTK技術(shù)能夠很好地優(yōu)化和簡化整個(gè)地形測圖過程,只需要單獨(dú)一個(gè)人和相關(guān)的儀器設(shè)備在待測的地貌碎部點(diǎn)輸入相應(yīng)的地貌特征編碼,就可以直接完成該區(qū)域的地形測量工作,并且能夠直接手動調(diào)整和明確相關(guān)點(diǎn)位的精度,避免了因?yàn)榫炔缓侠矶霈F(xiàn)的重復(fù)測量工作。二是只需要將儀器錄入的地貌特征以軟件的形式導(dǎo)出,就直接得到了該區(qū)域的地形測圖,工作難度更低,且獨(dú)自一人就可快速的完成測圖任務(wù)。

        2.3 施工放樣

        利用GPS RTK技術(shù)同樣能夠提高施工放樣的效率,只需要獨(dú)自一個(gè)人就能夠完成相應(yīng)的施工放樣工作,具體說來是將已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的放樣點(diǎn)位錄入到相關(guān)的儀器設(shè)備之中,然后開啟GPS衛(wèi)星信息通信功能,對著衛(wèi)星傳輸信號調(diào)整和找到準(zhǔn)確的放樣位置,完成施工放樣工作。

        3 結(jié)語

        綜上所述,基于GPS RTK的礦山地形工程測量相較于傳統(tǒng)的工程測量而言,具有測量結(jié)果更為準(zhǔn)確,測量過程更加簡單等優(yōu)點(diǎn),能夠進(jìn)一步的提高相關(guān)領(lǐng)域、行業(yè)的測量效率和質(zhì)量,提高我國礦山地形工程測量的技術(shù)水平。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 王霆.礦山測量中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(16):285.

        [2] 張志權(quán).探討GPS-RTK技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2015(13):60.

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