測繪工程師職稱論文發(fā)表期刊推薦《科技資訊》雜志是經(jīng)國家新聞出版署批準,北京市科學(xué)技術(shù)研究院主管、北京國際科技服務(wù)中心主辦的科省級刊物。
摘要:本文首先介紹了GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)越性和影響GPS-RTK測量精度的要素,最后探討了GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)測量中的應(yīng)用,供同行借鑒參考。
關(guān)鍵詞:GPS-RTK,地質(zhì)測量,運用
引言:GPSRTK在地質(zhì)工程測量工作中的應(yīng)用地質(zhì)勘探工程測量是地質(zhì)找礦工作的一個重要組成部分,它的主要任務(wù)一是為地質(zhì)設(shè)計和研究地層構(gòu)造提供測繪資料;二是根據(jù)地質(zhì)勘探工程設(shè)計,在實地定線、布設(shè),始出施工位置和掘進方向;三是定位工程點,為編成地質(zhì)報告和儲量計算提供有關(guān)資料。地質(zhì)勘探工程測量的主要內(nèi)容包括礦區(qū)控制測量、地形測量、布設(shè)工程點測量、勘探線剖面測量、地質(zhì)工程點定位測量、勘探坑道測量、貫通測量、物化探測量等8方面。除勘探坑道測量和貫通測量外(坑道內(nèi)收不到衛(wèi)星信號),其他6項測量工作GPSRTK都可以直接完成。
一、GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)越性
1.具有實時性,這是一般的測量設(shè)備所不具備的,而且放樣精度能達到厘米級別。
2.RTK測量作業(yè)效率高。根據(jù)有關(guān)資料對比分析,GPS-RTK測量作業(yè)效率是傳統(tǒng)導(dǎo)線測量的2~4倍。GPS-RTK的人力和設(shè)備的投入都比較少,常規(guī)測量手段需要的人力和設(shè)備的投入是GPS-RTK測繪手段的3倍左右。
3.GPS-RTK測量成果在野外觀測時是實時提供的,因此能在現(xiàn)場進行校核數(shù)據(jù),這是傳統(tǒng)測量所不能及的。
4.GPS-RTK測量的關(guān)鍵技術(shù)之一是快速解算載波的整周未知數(shù),達到了快速,高精度,而且即使遇到障礙物失鎖也可在重新捕獲衛(wèi)星并在數(shù)分鐘后繼續(xù)測量的技術(shù)前沿。
5.基站與移動站之間不需要通視,觀測距離遠,全天24小時都可作業(yè)。
6.完成基站設(shè)置后,整個系統(tǒng)可以由一個人操作即可,也可同時設(shè)置幾個流動站,大大提高了效率。實踐證明GPS-RTK的精度取決于GPS系統(tǒng)、RTK設(shè)備、測量環(huán)境、用戶的使用水平和采用的方法,只要嚴格按照規(guī)范操作,是完全能保證測量質(zhì)量的。
二、影響GPS-RTK測量精度的要素分析
1.基準站的選擇
基準站的選擇是GPS-RTK測量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。GPS-RTK測量能否成功實現(xiàn),在很大程度上取決于基準站系統(tǒng)是否正確安置在合適的站點上。為保證觀測的精度和提高工作效率,基準站的安置應(yīng)滿足下列條件:
。1)基準站應(yīng)設(shè)立在精確坐標的已知點上或條件較好的未知點上。
。2)基準站安置的地方應(yīng)具有地勢較高、通視無遮擋、電臺覆蓋良好覆蓋等特點,最好是測區(qū)中央地區(qū)。
(3)為防止多路徑效應(yīng)和數(shù)據(jù)鏈的丟失,基準站200米范圍內(nèi)應(yīng)無高壓電線、電視差轉(zhuǎn)臺、無線電發(fā)射臺等干擾源,周圍應(yīng)無GPS信號反射源。
。4)基準站電臺的天線應(yīng)架設(shè)在GPS接收機主機的北方以避開南北極附近衛(wèi)星的空洞區(qū)。
2.轉(zhuǎn)換參數(shù)
GPS-RTK測量的是測點在WGS-84坐標系統(tǒng)中位置,而實際工作中使用的坐標系統(tǒng)一般為1954北京坐標系。這兩個坐標系由于各自橢球體定位的參數(shù)不同,在坐標上有很大的差異,有的礦區(qū)甚至能差到幾百米,而且還存在著方向的旋轉(zhuǎn)。鑒于此,在進行GPS-RTK測量時,首先應(yīng)測定整個礦區(qū)的基準轉(zhuǎn)換參數(shù)。在GPS-RTK測量過程中,基準轉(zhuǎn)換參數(shù)也將對GPS-RTK測量成果的精度產(chǎn)生很大的影響,如果基準參數(shù)誤差過大,則無論觀測工作多么好,其定位的精度也將會很差。
3.觀測時間的選擇
GPS測量是利用接收機接收衛(wèi)星播發(fā)的信息來確定點的三維坐標。測量結(jié)果的誤差將來源于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號的傳播過程和地面接收設(shè)備。在這些誤差來源中,來自GPS衛(wèi)星和衛(wèi)星信號傳播過程中的誤差,是用戶無法消除的。用戶使用的只GPS接收機,因此在實際工作中,應(yīng)做好衛(wèi)星星歷預(yù)報,選擇有利的觀測時段,保證觀測時GPS接收機的PDOD值小于6,這對保證GPS的定位精度、減小GPS的誤差將起很大作用。
4.儀器設(shè)備和設(shè)備使用者的影響
此外,GPS-RTK的測量精度還將由于GPS-RTK測量設(shè)備,儀器性能和抗干擾能力等的不同而受到影響。再者,由于設(shè)備使用者的不同,施測時,作業(yè)人員的技術(shù)水平、工作經(jīng)驗和處理問題的方法、使用軟件系統(tǒng)的熟練程度,也直接影響GPS-RTK的定位精度。因此,在實際觀測前,要進行測量人員的技術(shù)培訓(xùn),以提高實際工作效率。
三、地質(zhì)測繪工作中GPSRTK的應(yīng)用
地質(zhì)測繪是地質(zhì)工作的一個重要組成部分,它的主要任務(wù)一是為地質(zhì)設(shè)計和研究地層構(gòu)造提供測繪資料;二是根據(jù)地質(zhì)勘探工程設(shè)計,在實地定線、布設(shè)。給出施工位置和掘進方向;三是定位工程點,為編成地質(zhì)報告和儲量計算提供有關(guān)資料。地質(zhì)勘探工程測量的主要內(nèi)容包括礦區(qū)控制測量、地形測量、布設(shè)工程點測量、勘探線剖面測量、地質(zhì)工程點定位測量、勘探坑道測量、貫通測量、物化探測量等八方面。除勘探坑道測量和貫通測量外(坑道內(nèi)收不到衛(wèi)星信號),其他六項測量工作GPSRTK都可以直接完成。
1.工區(qū)控制測量
工區(qū)控制測量一般都是根據(jù)測區(qū)作業(yè)面積在國家等級控制點之上做首級控制,在工區(qū)作業(yè)面積不太大的情況下,一、二級小三角點或?qū)Ь點即可滿足要求。根據(jù)GPSRTK的厘米級精度指標,它完全可以滿足一般地區(qū)的控制測量需要。在控制點分布比較密集均勻的情況下,可以直接在國家等級控制點上架設(shè)基準站,直接進行各種工程測量,當(dāng)國家等級控制點不能滿足需要時,利用GPSRTK發(fā)展布設(shè)低一級控制點即可滿足各種地質(zhì)工程測量的需要。實踐證明各項精度指標完全符合有關(guān)規(guī)范的要求。
2.地形測量
在地質(zhì)所需要的大比例尺地形測圖的工作中,在地形條件較好的情況下(主要指相對高差較小、坡度不陡.接收衛(wèi)星信號好無線連接無死角),可直接利用GPSRTK采集測量數(shù)據(jù)。否則.在地形條件較差的情況下,可利用RTKGPS配合全站儀等其他測量儀器采集測量數(shù)據(jù)。無論那種方法,與傳統(tǒng)測量方法相比.都大大提高了工作效率和測圖精度。
3.工程點布設(shè)
在工程點布設(shè)精度要求較高、導(dǎo)航型手持GPS不能滿足需要的情況下,只有GPSRTK能擔(dān)此重任。我們把設(shè)計工程點坐標輸入到掌上機上,然后利用GPSRTK的放樣功能,把點位布設(shè)到實地。其他如GPS的靜態(tài)測量、后差分測量都無此功能,無法完成工程點布設(shè)任務(wù)。
4.勘探線剖面測量
在所有的GPS測量中.只有GPSRTK能完成勘探線剖面測量任務(wù)。一是GPSRTK的線放樣功能可確保觀測點在設(shè)計剖面線上不偏移;二是可保證觀測地形點的高程精度。而靜態(tài)和后差分無法直接確定剖面線位置,導(dǎo)航型手持GPS高程測量又不準確。
5.地質(zhì)工程點定位測量
使用GPSRTK進行地質(zhì)工程點定位測量非常方便,只要在離工區(qū)十?dāng)?shù)公里以內(nèi)找到國家控制點即可開始工作,如果控制點離工區(qū)較遠,利用RTK測量方法發(fā)展一到二級將控制點引到工區(qū)也是很容易的事情。工作時選擇有利地形架設(shè)好基準站,移動站既可對各地質(zhì)工程點進行逐一測量。
6.物化探測量
物化探工作,一般都是先在測區(qū)內(nèi)運用測量的方法,沿直線方向布設(shè)一系列等距離或者按一定規(guī)律分布的物化探觀測點或取樣點,即布設(shè)物化探網(wǎng)。利用GPSRTK的線放樣功能是很容易辦到的,首先把設(shè)計好的基線或測線點輸入GPSRTK掌上機,然后利用GPSRTK線放樣方法將設(shè)計點位布設(shè)到實地。
四、結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,我們的測量技術(shù)也在不斷發(fā)展。隨著GPS、RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用,它對測量技術(shù)的發(fā)展起到了重要的作用,也為測量工作人員減輕了工作負擔(dān)。
參考文獻:
[1]CH/T2009-2010《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量(RTK)技術(shù)規(guī)范》。
[2]姚傳璽.現(xiàn)代工程測量技術(shù)應(yīng)用[J].建筑工程資訊,2008,10
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