《毕业设计（论文）RTK技术在矿山测图中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）RTK技术在矿山测图中的应用（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、RTK技术在矿山测图中的应用【论文摘要】:随着社会进步 ,现代矿山测量的工作重要性日益显现,矿山测量工作者的任务也在加重。测量新技术RTK定位技术在矿山测量多方面的应用将极大地提高测量工作效率和成果的可靠性,随着其技术的不断成熟,具有很大的技术推广价值。 GPS系统在大地测量、工程测量、航空摄影测量等多学科都具有广泛的应用现代矿山测量的工作重要性日益显现 ,矿山测量工作者的任务也在加重。测量新技术 RTK定位技术在矿山测量多方面的应用将极大地提高测量工作效率和成果的可靠性 ,随着其技术的不断成熟 ,具有很大的技术推广价值。由于科技的发展，矿山测量技术的发展趋势，分析了矿山测量技术创新。 关键词
2、:RTK技术 应用 测图一R TK定位技术简介 实时动态测量(RTK) Real Time Kinematic定位技术是基于载波相位观测值的实时动态GPS定位技术,它是GPS测量技术发展中的一个新突破,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。 二 RTK技术优点 （1）RTK实时动态定位系统由基准站
3、和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。（2）RTK技术的优点：（1）彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率；（2）在中线放样的同时完成中桩抄平工作；（3）应用范围广可以涵盖公路测量(包括平、纵、横
4、)，施工放样，监理，竣工测量，养护测量，GIS前端数据采集诸多方面；（4）实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)；（5）如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。（6）作业效率高，每个放样点只需要停留12s，流动站小组作业，每小组(34人)可完成中线测量510km。若用其进行地形测量，每小组每天可以完成0.81.5km2的地形图测绘，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。 (3)作业效率高:在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完4 km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数,仅需一人操作,在一般的
5、电磁波环境下几秒钟即得一点坐标,作业速度快,劳动强度低,节省了外业费用,提高了劳动效率。 (4)定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累:只要满足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内(一般为4km) , RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。RTK技术当前的测量精度 平面10 mm + 2 ppm; 高程20mm + 2ppm。 (5)降低了作业条件要求: RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足“电磁波通视”。因此,和传统测量相比, RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小,在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区,只要满足RTK的基本工作
6、条件,它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。 (6) RTK作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大: RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,使辅助测量工作极大减少,减少人为误差,保证了作业精度。 (7)操作简便,容易使用,数据处理能力强:只要在设站时进行简单的设置,就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信,手簿软件的使用简单易学。三R TK定位技术在矿山测量中的应用 在矿区地形图和地籍图测绘中的应用矿区地理信息的采集和管理、矿区储量管理和开采监督、矿区土
7、地复垦开发和生态环境整治、矿区规划建设等都离不开大量的图纸测绘工作,而且由于社会发展快、矿区地表变化日新月异,为了能给决策层提供准确的信息,必然对图纸的现势性要求高。矿山测量工作者需要不断地对矿区地形图进行补测和修测并测绘大量的专用地籍图、规划地形图,而RTK的技术特点给我们的测图工作带来很大的便捷,与传统测量手段相比大大减小了工作量,提高了工作效率。 结合上述RTK技术特点和实际应用体会,补充说明一下其在测图工作中的便利。 (1)减少了人员投入。RTK测图只需2 -3人便可完成,且作业效率和精度大大提高,出错率减少。基准站安置好以后在仪器有效作业半径内不需迁站。 (2)在控制点上安置好基准站
8、以后,便可用流动站测量,无需再布设测图图根点进行图根控制测量了。 (3)在建筑物密集区,用RTK测设图根控制点配合全站仪进行测图,会大大提高测图精度和速度。 在矿区工程测量中的应用矿区工程测量(除井巷工程)主要包括:矿区地面建设工程测量、土地勘测定界、地面三维空间定位、开采沉陷地表岩移站观测、开采灾害防护与监测等项工作。由于RTK能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并且各种机型均具有坐标放样功能,其在工程定位和工程放样中的便利不必赘述,本文重点介绍一下其在开采损害监测和地表岩移站观测中的应用。GPS技术近年来被广泛应用于矿区开采损害监测的变形观测中,主要有两种方式:周期性观测和基
9、准站连续运行监测方式。由于连续运行监测方式需要每个监测点上都固定一台 GPS双频接收机 ,系统运行成本太高 ,在矿山没有应用推广价值。目前主要采用设立观测站进行周期性观测的方式。RTK的应用主要是测量各个观测点的两维坐标 ,从而得到测点的水平移动变形数据。笔者所在的龙口矿区 ,近年来与唐山煤科院矿山测量所合作设立了多个地表岩移观测站 ,并进行了大量的观测工作。通过实测资料分析 ,对 RTK的应用得到如下几个方面的体会 : (1)岩移观测站的全面观测中需要测量测线交叉点的坐标及进行各个测点的支距测量 ,利用 RTK配置强制归心装置测量各个点位坐标 ,将数据传输到计算机 ,在计算机中进行数据分析
10、,不但比传统测量方式测量速度快、数据精度高 ,而且数据分析方便。根据比较统计 ,相比用经纬仪和全站仪测量 ,工作效率能够提高一倍 ,数据精度稳定、质量高、出错率少。 (2)观测站周围应设立2-3个高精度测量控制点 ,控制点应与矿区控制点进行联测 (最好用静态 GPS)并尽量设置在地质条件稳定的制高点上 ,控制点离观测线的距离不超过 4 km,周围多路径效应影响因素尽量要少。每次测量参考站应安置在同一控制点上,用其它控制点检核。当测区内有GPS永久性跟踪站、国家A或B级网点、GPS地壳形变监测点时,应首先选用作参考站点明了这一点。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。 (4)
11、初始化能力和所需时间问题。在山区、一般林区、城镇密楼区等地作业时, GPS卫星信号被阻挡机会较多,容易造成失锁,采用RTK作业时有时需要经常重新初始化。这样测量的精度和效率都受影响。解决这类问题的办法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。 (5)高程异常问题。RTK作业模式要求高程的转换必须精确,但我国现有的高程异常图在有些地区,尤其是山区,存在较大误差,在有些地区还是空白,这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相当困难,精度也不均匀。 (6)电量不足问题。RTK耗电量较大,需要多个大容量电池、电瓶才能保证连续作业,最好选用汽车用电瓶。 (7)精度和稳定性问题。RTK测量的
12、精度较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响。不同质量的RTK机型,其精度和稳定性差别较大。要解决此类问题,首先要选 用精度和稳定性都较好的高质量机种,然后,要在布设控制点时多布置一些“多余”控制点,作为RTK测量成果质量控制的检核点。 四R TK的不足及其解决办法 (1)受卫星状况限制。当卫星系统位置对美国是最佳的时候 ,世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖 ,容易产生假值。另外 ,在高山峡谷深处及密集森林区、城市高楼密布区,卫星信号被遮挡时间较长 ,使一天中可作业时间受限制。产生假值问题采用 RTK测量成果的质量控制方法可以发现。作业时间受限制可由选择作业时间来
13、解决。 (2)天空环境影响。白天中午 ,受电离层干扰大 ,共用卫星数少 ,常接受不到 5颗卫星 ,因而初始化时间长甚至不能初始化 ,也就无法进行测量。我们做过试验 ,在同样的条件和同样的地点上进行 RTK测量 ,上午 11点之前和下午 3: 30分之后 , RTK测量结果准而快 ,而中午时分 ,很难进行 RTK测量。可见选择作业时段的重要性。 (3)数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题。RTK数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰 ,在传输过程中衰减严重 ,严重影响外业精度和作业半径。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。另外 ,
14、当 RTK作业半径超过一定距离 (一般为几公里 ,每种机型在不同的环境又各不相同 )时 ,测量结果误差超限 ,所以 RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小很多 ,工程实践和专门研究都证研究表明 , RTK确定整周模糊度的可靠性最高为 95% , RTK比静态 GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此 ,和 GPS静态测量相比 , RTK测量更容易出错 ,必须进行质量控制。 五 工程实例5.1实地核查目标任务受常州市国土资源局委托，江苏省地矿局第二地质大队对常州市范围内的采矿权进行实地核查，具体任务如下：1进行实地核查，核准采矿权实际范围。2核查、解决采矿权交叉、重叠等问题，更新采矿权
15、登记数据库，为采矿权管理提供全面、准确的基础数据。3实地测量采矿权开拓工程空间分布，分析核实采矿权人实际活动范围。4建立适应目前采矿权市场建设及监督管理需要的数据库空间管理系统。5.2实地核查区域概况测区内包括溧阳市、金坛市、武进区、新北区常州市现有各类矿山210个，开发利用矿种17个。开发利用的矿产以砖瓦用粘土、水泥用灰岩和建筑石料矿产为主，砖瓦用粘土类矿山139个、盐矿5个、矿泉水3个、地热1个、铁铜矿1个、方解石矿1个、玄武岩矿4个、水泥用灰岩矿17个和建筑石料用灰岩、砂岩、页岩等开山采石矿山39个。全市现共设置有效采矿权210个。采矿权中露天采矿权200个，地下采矿权10个。详见矿业权
16、统计表：矿业权类型开采方式矿业权数量（个）主要矿种及矿业权数量采矿权露天开采200210水泥用灰岩17、建筑石料用灰岩12、建筑用砂岩5、铸型用砂岩2、建筑用白云岩2、砖瓦用页岩4、砖瓦用粘土139、建筑用玄武岩4、建筑用凝灰岩11、膨润土1、方解石1、耐火粘土1、水泥配料用粘土1、其他0地下开采10矿泉水3、盐矿5、铁铜矿1、地热1在核查范围的采矿权设置与分布状况溧阳市81个矿山砖瓦厂，金坛市89个矿山砖瓦厂，武进区、新北区总工11个矿山砖瓦5.3以往采矿权实地测量工要求作及收集资料2008年度，我单位(江苏省地矿局第二地质大队)对武进区范围内的砖瓦用粘土矿进行了资源量检测。在检测核实过程中，我单位对以上采矿权进行了地形地质测量，已掌握了武进区粘土矿和矿泉水矿的部分数据资料和图件资
