【GPS-RTK在山区探矿工程中的应用】 GPS的应用

时间：2019-05-16 03:23:06　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：由于山区地形复杂，深林覆盖，交通不便，给测量工作带来极大的不便，采用常规的测量方法（GPS）无法满足现代探矿的需求。常规测量方法要求测量人员多、生产成本大、工作周期长。采用GPS-RTK则能很好地解决这个问题，且精度高测量速度快，可以说是革命性的进步。
　　关键词 GPS- RTK；山区测量；应用
　　Abstract: due to the complex mountainous terrain, the forest cover, traffic inconvenience, to measure the work inconvenient, with normal measurement method (GPS) can"t meet the demand of modern prospecting. Conventional measurement requirements surveyors, production cost more big, long working period. Using GPS-RTK is able to solve this problem well, and high precision measurement speed, can say is revolutionary improvement.
　　Key words GPS-RTK; Mountain area measurement; application
　　
　　
　　中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
　　前言：随着我国经济的发展，环境好、交通便利的矿产均已被发现并开采。现阶段的找矿工作重心已移至大山深处。这给测量工作带来了新的挑战，常规的测量方法局限性是非常大的，观测时间长、通视要求高。而用GPS测量时要使用多台GPS接收机长时间接收GPS信号，回来后还要做相应的数据处理，才能得到GPS控制点坐标，虽然平面精度能够满足，但是高程拟合精度却难以满足，这种作业方式周期长，还要多台仪器多人同时观测，费用大，需要人员多。现在RTK技术的出现，很好地解决了这些问题。它采用了载波相位动态实时差分（Real-time kinematic）方法，实施动态测量，其实时得到的点位精度能达到厘米级。它的出现很好地解决了山区工程测量问题，它所具有的迅速、无时空限制以及正确性等特点，给它增添了很多的亮点，让他在山区的地形测图以及工程测量中独领风骚，有效地提高了山区工程测量精度的效率以及精度的准确性。
　　1 GPS- RTK工作原理
　　GPS- RTK技术是 GPS 测量发展中的一个新的里程碑，它主要由GPS基站+接收机、数据传输系统、软件系统三部分组成。它的工作原理是：至少使用 2 台GPS 接收机（1 台基准站，1 台流动站），并且必须同时工作，利用载波相位差分技术实时处理由这 2 个测站的载波相位观测量。基准站接收机通常设在 1 个固定的点上（已知点或未知点均可），通过基准站系统采集可用卫星的原始数据，由串行端口送至无线电发射台，发射电台对包装后的原始数据进行广播，由流动站电台接收基准站发来的包含基准站接收到的GPS原始数据的信息，电台将收到的基准站原始数据经由串口转往流动站接收机。与此同时,流动站 GPS 接收机会在其当前位置采集本机的原始数据。来自基准站GPS接收机与流动站 GPS 接收机的原始数据汇集在流动站接收机中统一进行处理，从而计算出 2 个接收机之间精确到厘米级的基线向量，最后流动站接收机利用已知基准站的位置和基线向量计算流动站的坐标。根据基准站和流动站的工作原理，作业人员携带流动站系统在测区又快又准确地进行定位测量和地形测量等其它测量工作。在 RTK作业模式下，载波相位动态实时差分历时不足一秒钟。流动站既可以处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和正确的几何图形，则流动站可及时给出精度为厘米级的定位结果。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK 定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600 以上的波特率，这在无线电上容易实现。、
　　2影响GPS- RTK测量精度的要素分析
　　2.1基准站的选择
　　基准站的选择是 GPS- RTK 测量的关键环节。GPS- RTK 测量能否成功实现，在很大程度上取决于基准站系统是否正确安置在合适的站点上。为保证观测的精度和提高工作效率，基准站的安置应满足下列条件：
　　（1）基准站安置的地方应具有地势较高、通视无遮挡、电台覆盖良好覆盖等特点，最好是测区中央地区。
　　（2）为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200米范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源。
　　（3）基准站电台的天线应架设在 GPS 接收机主机的北方以避开南北极附近卫星的空洞区。
　　2.2 转换参数
　　GPS- RTK 测量数据是测点在 WGS- 84 坐标系统中位置，而实际工作中使用的坐标系统不一致。这两个坐标系由于各自椭球体定位的参数不同，在坐标上有很大的差异。鉴于此，在进行GPS- RTK 测量时，首先应测定整个矿区的基准转换参数。在 GPS- RTK 测量过程中，基准转换参数也将对 GPS- RTK 测量成果的精度产生很大的影响，如果基准参数误差过大，则无论观测工作多么好，其定位的精度也将会很差。
　　2.3观测时间的选择
　　GPS 测量是利用接收机接收卫星播发的信息来确定点的三维坐标。测量结果的误差将来源于 GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备。在这些误差来源中，来自 GPS 卫星和卫星信号传播过程中的误差，是用户无法消除的。用户使用的只 GPS接收机，因此在实际工作中，应做好卫星星历预报，选择有利的观测时段，保证观测时GPS接收机的 PDOD 值小于6，这对保证 GPS 的定位精度、减小 GPS 的误差将起很大作用。
　　2.4 仪器设备和设备使用者的影响此外，GPS- RTK 的测量精度还将由于 GPS- RTK测量设备，仪器性能和抗干扰能力等的不同而受到影响。再者，由于设备使用者的不同，施测时，作业人员的技术水平、工作经验和处理问题的方法、使用软件系统的熟练程度，也直接影响 GPS- RTK 的定位精度。
　　3 GPS- RTK技术在探矿工程测量中的应用
　　探矿工程中测量的主要工作为测绘地形图与测绘地质剖面图、钻孔放样、地质点的测定等。由于社会发展迅速，探矿工程对测量的要求越来越高（减少生产成本、追求工作效率）。常规的测量手段已不能满足工程的需求，而 RTK 技术的优越性给测量工作者带来了很大的便捷，与传统测量手段相比大大减少了工作量，提高了工作速度。
　　3.1地形图的修测
　　在福建省尤溪县谢坑矿区铅锌矿勘查工程中，我们采用了GPS-RTK技术，节省了大量的人力，提高了工作效率，保质保量提前完成了工作任务

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