摘要：GPSRTK定位技術測量精度高、布網(wǎng)方便、操作簡單，在測量中贏得廣泛的應用。本文結合工程實例介紹了利用GPSRTK技術進行礦區(qū)測量的方法及建議。
　　關鍵詞：GPSRTK測量原理；礦區(qū)測量；測量方法
　　GPSRTK定位的概念：基準站實時地將測量的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準站坐標等用無線電傳送給運動中的流動站,在流動站通過無線電接收基準站發(fā)射的信息,將載波相位觀測值實時進行差分處理,得到基準站和流動站的坐標差△X、△Y、△Z;坐標差加上基準站坐標得到流動站每個點的WGS-84坐標,通過坐標轉換參數(shù)轉換得出流動站每個點的平面坐標x、y和海拔高程h。這個過程稱作GPSRTK定位過程。GPSRTK定位技術主要用于地形測量和工程放樣。
　　1GPSRTK測量原理
　　1.1GPS測量原理
　　GPS系統(tǒng)采用高軌測距體制，以觀測站至GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本觀測量。為了獲得距離觀測量，主要采用兩種方法：其一，是偽距測量，即根據(jù)接收機接收到的GPS衛(wèi)星發(fā)射的測距A／C碼和電文內(nèi)容，通過信號從發(fā)射到到達用戶接收機的傳播時間，從而計算出衛(wèi)星和接收機天線間的距離。由于存在有時鐘差，習慣上稱所測距離為“偽距”；其二，是載波相位測量，即測定GPS衛(wèi)星載波信號在傳播路徑上的相位變化值，以確定信號傳播的距離的方法。其定位精度比偽距測量的精度更高，主要應用是進行相對定位。
　　1.2RTK測量工作原理
　　RTK也稱為載波相位差分技術，是建立在GPS全球定位系統(tǒng)之上的實時動態(tài)定位技術。使用差分定位技術，可以實時的得到移動點位的三維坐標，定位精度達到厘米級。載波相位差分方法分為兩類：修正法、差分法。修正法是將基準站的載波相位修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接收到的載波相位，再解求出坐標。修正法是一種準RTK技術。差分法是將基準站采集的載波相位發(fā)送給用戶，進行求差解算坐標。利用差分定位技術，能完全消除接收機之間的公有的誤差，如：衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差；能消除部分的傳播延遲誤差，如：電離層誤差、對流層誤差等，從而提高了點位的定位精度。
　　2GPSRTK的優(yōu)勢
　　GPSRTK測圖系統(tǒng)的研究將能滿足人們?nèi)找嫣岣叩膶�測繪產(chǎn)品的快速要求。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面口：
　　(1)GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受環(huán)境和距離限制，非常適合于地形條件復雜、通視狀況差的地區(qū)。
　　(2)GPS測量可以極大地降低作業(yè)的勞動強度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。一般GPS測量作業(yè)效率為常規(guī)測量方法的3倍以上。
　　(3)GPSRTK技術將徹底改變礦區(qū)測量模式。
　　RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標。這種技術非常適合礦區(qū)中勘探線、探槽、鉆孔、地質(zhì)點等工程勘測。它可以直接進行實地實時放樣、圖根測量、點位測量等。
　　(4)GPS測量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響。整個作業(yè)過程全由微電子技術、計算機技術控制，自動記錄、自動數(shù)據(jù)預處理、自動平差計算。
　　(5)選擇較好的衛(wèi)星時段，通過不同的布網(wǎng)形式，采取一定的措施，使平差后的改正數(shù)計算單位權中誤差符合要求，RTK相對高差就可以達到4等水準精度的要求。
　　GPSRTK技術的這些特點，為GPSRTK技術應用于地形復雜礦區(qū)測量提供了良好的基礎和強有力的技術保障。
　　3利用GPSRTK技術進行礦區(qū)測量實例
　　3.1工程概況
　　某礦區(qū)工程礦區(qū)面積30平方公里，其中詳查礦段8平方公里。礦區(qū)待測探礦工程勘探線、探槽、鉆孔、地質(zhì)點70余個，1:2000地形測繪8平方公里，測區(qū)為丘陵地區(qū)，林地稀疏，農(nóng)作物多為玉米、高粱以及低桿的蔬菜和水稻等，測區(qū)內(nèi)共有自然村落10余個，人口密度小。根據(jù)測區(qū)的具體情況，我們利用GPSRTK測量的工作原理及優(yōu)勢制定了相應的技術要求和作業(yè)方法。
　　3．2技術要求
　　在礦區(qū)初測時應首先建立控制網(wǎng)，一般應采用靜態(tài)GPS定位技術建立首級控制，同時也建立了RTK作業(yè)的基準站網(wǎng)絡，在沿線還應布設一些GPS水準點，以利于進行高程的轉化。目前的RTK技術產(chǎn)品一般都具有坐標放樣功能，能夠進行放樣工作。首先應在室內(nèi)根據(jù)設計數(shù)據(jù)計算出各待定點的坐標，包括勘探線、探槽、鉆孔等，然后將這些數(shù)據(jù)送到手持機中，有了坐標以后在實測前還應作坐標轉換參數(shù)的計算，以便把GPS測量結果轉換到工程采用的坐標系統(tǒng)。有了轉換參數(shù)便可在野外進行測設工作。具體步驟如下：
　　(1)計算各待定點的坐標。根據(jù)設計數(shù)據(jù)計算出各待定點的坐標，用已有的成熟測繪軟件進行計算。
　　(2)將測設點的坐標輸入到手持機中。設計坐標數(shù)據(jù)可由一定的軟件輸送到手持機中，也可由人工直接在手持機上進行數(shù)據(jù)輸入，但人工輸入工作效率較低且容易出錯，不適合于大量點的輸入。
　　(3)轉換參數(shù)計算。首先確定采用哪些點進行轉換參數(shù)的計算，這些點應具有已知坐標和WGS—84坐標，若沒有WGS—84坐標，則可在野外利用GPS技術實時測得。實測時采用礦區(qū)內(nèi)的首級控制點進行轉換參數(shù)的計算，這些點均進行過GPS測量。在實測探礦工程時一般實時只考慮平面位置，可把平面和高程分開處理，平面采用平面轉換的模型，后處理高程計算采用動態(tài)擬合模型。現(xiàn)各種RTK產(chǎn)品的手持機中一般都裝有可進行轉換參數(shù)計算的軟件系統(tǒng)，實測時采用隨機軟件進行計算。
　　(4)偏心改正。本文將偏心問題分為兩種：一種是僅有天線引起的偏心，如房角等；另一種是除天線影響外，還有地物本身的半徑、厚度等引起的偏心，如電桿、通訊桿等。針對這兩種偏心問題都采用已知公式進行修正。
　　(5)礦區(qū)探礦工程野外實測。野外實測時基準站可設置于視野開闊的已知控制點上，實測時基準站設置于控制點“CLQ”上，作好GPS接收機、數(shù)據(jù)鏈電臺及電池等的連線工作，輸入?yún)⒖颊镜淖鴺思捌渌�一些設置參數(shù)后，啟動基準站設備進入工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)鏈不斷地發(fā)射校正信息，此時移動站可開始工作。流動站應從另一已知點出發(fā)，即先驗證已知坐標、轉換參數(shù)及參考站設置的準確性，然后施測各探礦工程的位置，在每次作業(yè)的最后應再次回到已知點上檢查是否與已知數(shù)據(jù)相符。以保證實測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。施測時移動站從GPS開始實測檢校，然后對勘探線、探槽、鉆孔、地質(zhì)點進行施測，到達其余GPS控制點后再進行檢校，實測的點位與已有點位之差均在2cm內(nèi)，精度較好。設計鉆孔定位放樣時，為確定鉆孔的實際位置需要移動天線，在手持機上可給出需移動的距離或者南北向和東西向各移動多少，為在實際移動中能夠準確確定移動的方位和距離應配合以手表式的指南針，也可采用一小鋼卷尺為輔助工具，當與目標點在1米以內(nèi)時選擇兩點觀測，兩點與目標的距離可得到，用小卷尺采用距離交會便可較準確地定出待定點的位置，再把儀器放置上面觀測。
　　3．3圖根控制點作業(yè)方法
　　(1)圖根控制點的GPS觀測方法，采用一臺接收機在已知點作為固定站，其余三臺接收機作為流動站，在待定點(圖根控制點)上設站，這樣便于在外業(yè)觀測時同時作業(yè)，提高工作效率，并且靈活方便。圖根控制點的點位精度能達到規(guī)范要求，這種作業(yè)方法完全可以滿足
　　1：2000地形測繪中圖根控制點平面及高程的精度要求，而且縮短了外業(yè)觀測的時間及降低了工作人員在酷暑作業(yè)時的勞動強度。
　　(2)外業(yè)觀測時，首先將一部接收機送到作為固定站的已知點上進行GPS觀測，然后再將其余三部接收機作為流動站送到各待定點位進行觀測。在觀測時，作為固定站的接收機從開始觀測到所有的接收機觀測結束，中間不能停止觀測，直至流動站的所有接收機關機后方可關機。這樣，在整個觀測過程中至少有兩部接收機進行了在同一時段內(nèi)的同步觀測，形成獨立基線。流動站的接收時間為不少于l5分鐘，歷元數(shù)不少于60個，PDOP值小于8，固定站點重復觀測均在2次以上，圖根控制點一般重復觀測2次。整個測區(qū)共布設圖根控制點80個，我們只用4個工作日即將全部外業(yè)觀測工作做完，其中只有2點因解不出模糊度和觀測時間少于15分鐘，而進行了1次重測。
　　3．4幾點建議
　　(1)開發(fā)“內(nèi)外業(yè)一體化系統(tǒng)”，是GPSRTK測量成果能夠為勘測、設計、施工等階段的工作提供更快更準確的測量成果。
　　(2)開展GPSRTK的數(shù)學模型理論研究，研究提高基準站問模糊度的數(shù)學模型和方法，從而降低基準站的綜合誤差，進一步提高GPSRTK技術在礦區(qū)測量中的精度。
　　(3)綜合考慮GPSRTK技術測量優(yōu)勢，加強與傳統(tǒng)測量全站儀、水準儀等測量方式的結合，拓寬GPSRTK測量技術在礦區(qū)測量中的應用范圍。
　　4結語
　　采用GPSRTK定位測量技術可以大幅度的縮短工期，我們將這次工程的GPSRTK作業(yè)方法與常規(guī)作業(yè)方法作業(yè)進行了比較，使用GPSRTK定位測量技術既可縮短工期、保證成果質(zhì)量，又能大幅度的降低工程測量的成本。
　　
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