摘要:本文探討了GPSRTK技術在小煤礦地質勘查測量中的問題和技術運用,GPSRTK技術在小煤礦地質勘查測量工作,應該具有較好的發展前景。
　　關鍵詞:GPSRTK技術：小煤礦：工程測量
　　本次的作業地點是位于山里的小煤礦,該礦位于山區,礦權范圍較小、地勢起伏較大(海拔在2000m以上)、地形復雜、分布不均勻,且受天文觀測點及天文重力觀測點密度的限制,因此工作條件比較困難,是一個比較典型的例子。本次工作任務根據設計要求測繪該礦礦權范圍的1/5000地形圖以及一些地質工程點的測量。
　　1RTK基本工作原理
　　RTK(RealTimeKinematic)實時動態測量技術,是以載波相位觀測為根據的實時差分GPS(RTKGPS)技術,它是測量技術發展里程中的一個突破,它由基準站接收機、數據鏈、流動站接收機三部分組成。
　　RTK基本工作原理:在已知高等級點上(基準)安置1臺接收機為參考站,對衛星進行連續觀測,并將其觀測數據和測站信息,通過無線電傳輸設備,實時地發送給流動站,流動站GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時,通過無線接收設備,接收基準站傳輸的數據,然后根據相對定位的原理,實時解算出流動站的三維坐標及其精度(即基準站和流動站坐標差△X、△Y、△H,加上基準坐標得到的每個點的WGS-84坐標,通過坐標轉換參數得出流動站每個點的平面坐標X、Y和海拔高H)。
　　2RTK圖根控制測量
　　傳統的圖根控制測量采用常規的方法來施測,不僅費工費時,要求點間通視,而且精度分布不均勻,且在外業不知精度如何,采用常規的GPS靜態測量、快速靜態、偽動態方法,在外業測設過程中不能實時知道定位精度,如果測設完成后,回到內業處理后發現精度不合要求,還必須返測。
　　利用RTK進行控制測量不受天氣、地形、通視等條件的限制,控制測量操作簡便、機動性強,工作效率比傳統方法提高數倍,大量節省人力,不僅能夠達到測量的精度要求,而且誤差分布均勻,不存在誤差積累問題。采用RTK來進行控制測量,能夠實時知道定位精度,如果點位精度要求滿足了,用戶就可以停止觀測了,而且知道觀測質量如何,這樣可以大大提高作業效率。
　　RTK圖根控制測量作業流程圖如圖1。
　　
　　圖1RTK圖根控制測量作業流程圖
　　2.1收集測區控制成果,含控制點的坐標、等級、中央子午線、坐標系及控制點屬常規控制網還是GPS控制網。
　　2.2求定測區轉換參數,對于RTK測量,要求實時得出待測點在實用坐標系,因此,坐標轉換問題就顯得尤為重要。實際需要將GPS觀測的WGS-84坐標轉換為國家平面坐標，或者工程施工坐標。對于WGS-84到國家平面坐標的轉換,可以采用高斯投影的方法,這時需要確定WGS-84與國家平面坐標兩個大地測量基準之間的轉換參數(三參數或七參數),需要定義三維空間直角坐標軸的偏移量和(或)旋轉角度并確定尺度差。但通常情況下,對于一定區域內的工程測量應用,往往利用以往的控制點成果求取“區域性”的地方轉換參數。
　　2.2.1采用已有的靜態數據,直接將控制點的WGS-84坐標和國家平面坐標或者工程施工坐標輸入手簿,利用隨機軟件求解坐標轉換參數。
　　2.2.2測區只有足夠控制點的地方坐標,相對位置關系精確,但沒有WGS-84坐標。在這種情況下,可以利用RTK測量方法,以基準站為起算位置(這個起算位置的坐標由GPS接收機觀測確定,是一個精度有限的大地坐標,但它不影響RTK觀測的相對位置關系),確定各控制點之間相對精確的位置關系,并實時測定WGS-84大地坐標。該方法具體實施時可能會遇到難處,比如控制點的距離太遠,而RTK的作用距離有限。
　　2.2.3當某些地方無合適的控制點坐標來設置基準站,也可以采用基準站任意擺放的方式,即虛擬一個基準站,基準站的WGS-84坐標直接從測量手簿讀取,然后流動站再到各個控制點上去采集WGS-84坐標。
　　2.3選擇基準站及設置,GPSRTK定位的數據處理過程是基準站和流動站之間的單基線處理過程,基準站和流動站的觀測數據質量好壞、無線電的信號傳播質量好壞對定位結果的影響很大,基準站位置的有利選擇非常重要。RTK測量中,流動站隨著基準站距離增大,初始化時間增長,精度將會降低,所以流動站與基準站之間距離不能太大,一般不超過10km范圍。同時要考慮基準站上空無衛星信號的大面積遮蓋和影響RTK數據鏈通訊的無線電干擾,以及提高基準站無線架設高度。基準站的設置含建立項目和坐標系統管理、基準站電臺頻率選擇、GPSRTK工作方式選擇,基準站坐標輸入、基準站工作啟動等,以上設置完成后,可以啟動GPSRTK基準站,開始測量并通過電臺傳送數據。
　　2.4流動站設置包括建立項目和坐標系統管理、流動站電臺頻率選擇、有關坐標的輸入、GPSRTK工作方式選擇,流動站工作啟動等。以上設置完成后,可以啟動GPSRTK流動站,開始測量作業。
　　2.5測量前的質量檢查,為了保證RTK的實測精度和可靠性,必須進行已知點的檢核,避免出現作業盲點。研究表明,RTK確定整周模糊度的可靠性最大為95%,RTK比靜態GPS還多出一些誤差因素如數據鏈傳輸誤差等。因此,和GPS靜態測量相比,RTK測量更容易出錯,必須進行質量控制。一般采用了以下兩種方法:(1)已知點檢核比較法———用RTK測出已知控制點的坐標進行比較檢核,發現問題即采取措施改正。(2)重測比較法———每次初始化成功后,先重測1-2個已測過的RTK點或高精度控制點,確認無誤后才進行RTK測量。最可靠的是已知點檢核比較法,但控制點的數量總是有限的,所以沒有控制點的地方需要用重測比較法來檢驗測量成果。
　　經過以上已知點的檢核后,符合要求后開始作業。
　　2.6內業數據處理,數據傳輸就是在接收機與計算機之間進行數據交換。GPSRTK測量數據處理相對于GPS靜態測量簡單得多,如用TGO軟件處理接收機導入的測量數據(*.dc),直接可以將坐標值以文件的形式輸出和打印,得到控制點成果。
　　3地質工程點的測量及工程應用和精度分析
　　所有地質工程點的測量如:鉆孔的位置、槽探的端點、巷探的位置點以及地質填圖所需的地質界線點、構造點,產狀點等都可以按上述方法一次性測得,并以文件的形式輸出和打印,最終得到測點成果。
　　用GPSRTK進行圖根控制和地質工程點的測量。為了檢驗RTK控制點的實際精度,RTK測量結束后,用全站儀(2″)對部分相互通視的點實測的邊長、高差與測量坐標反算邊長、高差比較,最大邊長較差0.018m,最小邊長較差0.001m,邊長間距中誤差為0.007m,高差(△H)最大較差為0.053m,最小為0.000m。結果表明所測點精度良好。可以看出,RTK實測精度完全符合導線測量精度要求,而且誤差分布均勻,不存在誤差積累問題。

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