GPS-RTK技术又被称为载波相位差分技术, 即该技术是采用相位差分法来进行测量的一种技术。其主要是以WGS-84坐标为基础的全球通用的一种测绘技术, 利用实时处理基准站和流动站的载波相位观测值的差分方法来进行测量。RTK的主要技术是数据处理技术以及数据传输技术。在测量过程中GPS-RTK技术定位主要是要求基准站接收机将观测到的载波相位观测值和基准站坐标等数据通过通信链传送给流动站的接收机, 然后流动站将接受到的数据结合通过GPS技术观测到的数据进行一个差分观测值的实时处理, 从而求出精确的定位结果。
RTK测绘系统主要是由GPS接收设备、数据传输系统以及软件系统构成的。GPS接收设备主要装置到基准站和流动站上, 以便接收GPS传出的数据以及流动站接收基准站的数据。其中数据传输设备又称为数据链, 它是由基准站的无线发射台和流动站的接收机组成的。整个系统中还有一个非常重要的部分——软件系统, 该系统具有实时动态测量的作用, 能够确保测量结果的可靠性和精确度。
在使用GPS-RTK技术进行矿山外业测绘之前, 工作人员应该事先对测绘区进行勘探, 然后根据矿山测量的特点完成内业的准备工作, 具体包括以下几个方面: (1) 设定工程的名称。 (2) 对基准站以及流动站的数据采样频率进行设置, 一般基准站的数据采样频率设置为4S～5S, 流动站的数据采样频率设置为1S～2S, 高度截止角一般都设定为10度。 (3) 若已知坐标转换参数, 则记录下来, 若不知道则需要进行计算、确定。 (4) 在实施工程放样之前, 应该将业内输入每个放样点的设计坐标和线路方位角, 以确保在室外施工时的实时、准确放样。
利用GPS-RTK技术所获得的坐标是WGS-84坐标, 但是我们在施工过程中要求的却是地方坐标, 因此, 在工作过程中就必须将所收集到的WGS-84坐标转换成地方坐标。我们在进行转换的时候是根据矿区内已知的控制点大地坐标和当地坐标来进行静态测量。使用该方法进行测量时, 主要是将已知的坐标与地方坐标控制点联测, 然后利用一些处理软件来求取WGS-84坐标与地方坐标的转换关系, 最后根据转换关系将WGS-84坐标转换为施工过程中需要的地方坐标。
在使用RTK技术进行测量的过程中, 基准站主要是用于收集信号再传送给流动站, 而流动站不仅要收集GPS发出的信号, 还要接收基准站发出的信号。然而, 在RTK测量的过程中, 流动站的测量精度和它与基准站的距离有着密切的联系, 其精度是随着与基准站距离的增大而下降的, 而且流动站测量的精确度与其接收信号的强度也有关系。因此, 为了确保流动站获得较好的信号, 提高其测量精度, 我们一般将基准站安置在测量区中心位置的高处, 还必须保证流动站与基准站之间的距离不能太大, 一般不大于15km。同时, 在安装的过程中还必须保证安置站点的地方较开阔, 以确保高度角达到要求。另外, 除了需要考虑上面说到的几个因素之外, 安装基准站与流动站周围的无线电对其的干扰也是需要考虑的, 从而才能确保流动站测量的精确度。
在求解出坐标转换参数以及安置好基准站与流动站之后, 就准备进入测量阶段。开始测量之前应该对一直的控制点进行检测, 确保系统无误, 而且每台流动站只需要一人操作即可。当测量区可以看见5颗以上GPS卫星, 并且PDOP值小于6时利用5S～15秒的时间进行初始化, 然后应用GPS电子手簿进行地形地物点、勘探坑道的采集或是勘探线剖面、勘探工程点的放样工作。
在一般的地势条件下, 采用RTK技术进行测量时安置几次站点即可完成4km半径测区的测量工作, 减少了传统测量方法所需控制点数量以及“搬站”的次数, 节约了工作时间。而且一个流动站点只需要一人来进行操作, 在一般的电磁环境下几秒中就能获得一点的坐标, 速度快, 工作强度也较低, 既节约了时间, 也节约了劳动力, 从而提高了工作的效率。
随着GPS的广泛使用, 其技术也在不断的提高, RTK技术在矿山测绘中的应用也更加的广泛。而在其应用过程中, 主要满足RTK的基本工作条件, 其平面精确度和高程精确度都能达到厘米级。说明其定位精度高, 所采集到的数据也更加的安全可靠。
RTK技术不同于传统测量技术, 其不需要满足两点间光学通视, 只需要满足“电磁波通视”即可。因此, 与传统的测量技术相比较, RTK技术受到气候、季节、地形等因素的影响也相对较小, 从而降低了作业难度。
RTK技术在测绘过程中, 因为流动站内装有软件控制系统, 因此, 其测绘不需要人工干预即可完成。这样一来, 就减少了大量的人工辅助测量工作, 减少了认为误差。
使用RTK技术进行测量时, 只需要在安置站点时进行一些简单的设置, 就可以边走边获得测量结果坐标或者进行坐标放样。而且该系统的数据输入、存储、处理转换以及输出能力都较强, 与计算机和其他测量仪器之间的通信也非常的方便、快捷。
随着GPS技术的广泛应用以及不断发展, GPS-RTK技术也给测绘工作带来了巨大的变化。相对于传统的测绘技术而言, GPS-RTK技术具有极大的优势, 实现了数据处理的自动化、智能化, 并且提高了工作效率。GPS-RTK技术在测绘工作中精确度高、效率高、操作简便等优势决定了RTK技术在今后测绘技术的发展过程中将会得到更加广泛的使用。
摘要：随着全球定位系统 (GPS) 的发展, 其已经广泛的应用于国民经济的各个领域。RTK技术是GPS测量技术发展过程中的一个新突破, 并且随着其快速的发展, 在测量领域也得到了广泛的应用。而因为RTK技术精密度高、实时性和高效性等特点, 在矿山的测绘中也得到了广泛的运用。本文将主要介绍GPS-RTK技术的基本原理, 并对其在矿山测绘中的应用进行分析与探索, 对实际应用过程中运到的问题提出有益的对策。
关键词：矿山测绘,GPS-RTK技术,原理与应用
[1] 孙志, 尹少军.GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用[J].中国科技纵横, 2011 (1 2) :3.
[2] 张忠.基于GPS-RTK的矿山地形工程测量方法研究[J].科技创新导报, 2010 (7) :99～100.
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