礦山工程測(cè)繪中GPSRTK技術(shù)的應(yīng)用范文

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摘要：GPSRTK技術(shù)是一種在地形和地圖領(lǐng)域常用的實(shí)時(shí)地圖繪制技術(shù)。它可用于構(gòu)建廣泛的高精度測(cè)量和監(jiān)測(cè)礦井表面，以完成對(duì)礦山的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。因此，與傳統(tǒng)的地形測(cè)繪技術(shù)相比，GPSRTK技術(shù)可以有效地提高地形測(cè)繪質(zhì)量，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)制圖。在本文中，GPSRTK測(cè)繪技術(shù)的概念被用作分析地形和采礦工程制圖的切入點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：GPSRTK；礦山工程；測(cè)繪；應(yīng)用

前言

采礦工程的測(cè)量是采礦前的必要程序。為確保礦山生產(chǎn)安全，提高礦產(chǎn)資源效率，首先需要進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，為礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)提供支持信息。創(chuàng)建穩(wěn)定的采礦工程環(huán)境。隨著采礦過程的進(jìn)行，采礦區(qū)的操作人員和機(jī)器數(shù)量不斷增加，難以滿足測(cè)繪的要求。如果使用傳統(tǒng)的測(cè)量工具，缺乏良好的地形測(cè)繪條件，工作精度和數(shù)據(jù)效率，就不能為現(xiàn)代礦山提供信息支持。這是新的映射技術(shù)，并且已被廣泛使用。

1gpsrtk分析

1.1技術(shù)特點(diǎn)

和傳統(tǒng)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)相比較，RTK技術(shù)使用動(dòng)態(tài)載波相位差方法來改善數(shù)據(jù)能有效和快速解讀，確保現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量精度高達(dá)厘米級(jí)。GPSRTK系統(tǒng)使用兩個(gè)或更多接收器。接收器使用載波相位差技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。

1.2工作原理

操作原理如下：系統(tǒng)收集衛(wèi)星獲得的原始GPS數(shù)據(jù)，然后通過串口將其發(fā)送到無線傳輸站，并且移動(dòng)站從GPS接收原始數(shù)據(jù)，然后通過串行端口的轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動(dòng)接收器。在此期間，GPS移動(dòng)接收器在其設(shè)定點(diǎn)收集和組織本地機(jī)器的原始數(shù)據(jù)。最后，基于由基站傳遞的位置坐標(biāo)和基線矢量數(shù)據(jù)，移動(dòng)接收器可以確定該站的坐標(biāo)。根據(jù)先前的原理，操作員還可以在勘測(cè)區(qū)域中移動(dòng)和運(yùn)輸移動(dòng)系統(tǒng)以執(zhí)行其他測(cè)量任務(wù)，例如定位、高度和地形測(cè)量。在RTK模式中，基站將其觀測(cè)數(shù)據(jù)連同站點(diǎn)的坐標(biāo)信息一起發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路信道中的移動(dòng)站，這需要不到一秒鐘。可以在靜止或移動(dòng)狀態(tài)下打開流動(dòng)站。通常，在固定點(diǎn)進(jìn)入初始點(diǎn)，然后選擇動(dòng)態(tài)工作模式。它還支持在動(dòng)態(tài)環(huán)境中直接啟動(dòng)，并完成每周的搜索和解決方案。一旦解決了周期間固定數(shù)量的解決方案，就會(huì)實(shí)時(shí)處理周期信息。在維護(hù)衛(wèi)星階段的觀測(cè)和完整的幾何圖形的過程中，移動(dòng)設(shè)備可以為操作員提供厘米級(jí)精密定位。

1.3系統(tǒng)作用

移動(dòng)基站均安裝雙頻GPS接收機(jī)。如果多個(gè)用戶的接收器采用率與移動(dòng)臺(tái)采樣率相匹配，就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶操作。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，也稱為數(shù)據(jù)鏈路，由用戶和無線傳輸站組成，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)包括在用戶站與基站之間的距離、數(shù)據(jù)傳輸效率中。

2GPSRTK測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)有很多的問題，例如需要長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)反饋和專門的計(jì)算機(jī)處理來分析數(shù)據(jù)。GPSRTK技術(shù)通過同時(shí)使用基站和移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量模式，有效地提高了測(cè)量效率并控制了測(cè)量成本。它使地形和制圖環(huán)境的實(shí)時(shí)定位精度達(dá)到厘米級(jí)，并具有各種天氣適用、通用性、高效率、動(dòng)態(tài)測(cè)量等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，GPSRTK技術(shù)不僅具有高質(zhì)量的測(cè)繪操作的基本特征，而且還具有實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)。它也是測(cè)繪不可或缺的技術(shù)項(xiàng)目，它使GPSRTK測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。

2.1具有實(shí)時(shí)性優(yōu)勢(shì)

它的映射精度已上升到厘米級(jí)。

2.2測(cè)量效率高

由于GPSRTK組態(tài)設(shè)備具有高速，高精度的特點(diǎn)，其數(shù)據(jù)處理和分析效率更高，與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。2.3用于山區(qū)測(cè)量可以實(shí)時(shí)獲取地形和地圖。操作員可以根據(jù)實(shí)時(shí)地形和映射圖像及時(shí)校正和調(diào)整圖像。

2.4支持全天候遠(yuǎn)距離觀測(cè)

GPS支持的衛(wèi)星系統(tǒng)可以在任何情況下進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀測(cè)，并且可以滿足所有時(shí)間的操作要求。在進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，可以打開基站和移動(dòng)支架進(jìn)行操作，具有很好的環(huán)境適應(yīng)性。

2.5操作簡(jiǎn)易

在設(shè)置好模塊后，可以確保即使在單人操作下GPSRTK系統(tǒng)也能正常運(yùn)行，進(jìn)一步提高測(cè)量效率。

3GPSRTK要點(diǎn)分析

3.1組建控制網(wǎng)絡(luò)

在真實(shí)的地形和測(cè)繪過程中，利用GPSRTK技術(shù)進(jìn)行綜合地形測(cè)繪操作，獲得詳細(xì)完整的礦山工程地質(zhì)數(shù)據(jù)。形成具有區(qū)域特征的礦山工程控制網(wǎng)絡(luò)，這是受于地形和測(cè)繪作業(yè)的實(shí)際過程影響。充分測(cè)量控制點(diǎn)對(duì)中心礦區(qū)地形和測(cè)繪區(qū)域的影響與測(cè)量點(diǎn)的平均差異相結(jié)合，得到每個(gè)點(diǎn)的精確值，以達(dá)到滿足精度要求的目標(biāo)。

3.2監(jiān)測(cè)地表變形

在測(cè)量和實(shí)際制圖過程中，相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)具體工作原理積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作的概念，并將GPSRTK制圖和地形技術(shù)全面結(jié)合。受礦區(qū)面積大、區(qū)域土地覆蓋面廣、對(duì)區(qū)域的了解較少、控制點(diǎn)密度較低的影響。采用GPSRTK測(cè)繪技術(shù)，動(dòng)態(tài)映射可以測(cè)量采礦區(qū)域內(nèi)的水平和垂直剖面、地形圖和特殊地形。

3.3基本注意事項(xiàng)

在測(cè)繪采礦工程的過程中，除了以前的要點(diǎn)，GPSRTK技術(shù)的應(yīng)用需要注意一些基本問題，包括：①盡管有效保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性，但在操作過程中，合理控制精密站與移動(dòng)臺(tái)之間的距離，以確保兩者之間的距離在10km以內(nèi)，以便有效地控制多路徑效應(yīng)和點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)誤差的發(fā)生。②由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量操作主要是為了獲得精確的內(nèi)部映射，如果在一次操作中有許多控制點(diǎn)要測(cè)量，則必須提前繪制測(cè)量操作的草圖，以便準(zhǔn)確繪圖得到有效保證。

4GPSRTK聯(lián)合測(cè)繪技術(shù)實(shí)際應(yīng)用

4.1放樣工作

在采礦工程測(cè)量中，放樣工作屬于基礎(chǔ)測(cè)量工程。如果使用傳統(tǒng)的地形和繪圖方法，則需要很長(zhǎng)時(shí)間，而且工作結(jié)果并不準(zhǔn)確。

4.2土方工程量驗(yàn)收測(cè)量

一般而言，為了保證礦產(chǎn)資源的效率，礦業(yè)公司通常制定日常采礦計(jì)劃，土地工程驗(yàn)收的測(cè)量是地形和繪圖工作。在啟動(dòng)GPSRTK技術(shù)系統(tǒng)之前，首先必須繪制工作面的平面，然后必須建立工作控制點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。一般而言，映射控制點(diǎn)的工作只需要4s，并且獲得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性在厘米級(jí)別。計(jì)算提取的礦石量，將其與采礦計(jì)劃進(jìn)行比較并總結(jié)日常工作。此外，數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于GPSRTK技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了礦物工程測(cè)量數(shù)據(jù)的采集和處理，并且由于該系統(tǒng)可以與合成圖形軟件一起使用，CASS映射也可以數(shù)字自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理和映射。

4.3舉例說明

某新建尾礦庫前期初設(shè)階段測(cè)繪任務(wù)緊迫，測(cè)區(qū)內(nèi)為多段山地，山上為竹林與大樹，在林內(nèi)RTK無信號(hào)且全站儀不適宜在密林里面按導(dǎo)線設(shè)站測(cè)量。解決辦法是采用GPSRTK聯(lián)合全站儀的測(cè)繪技術(shù)改進(jìn)，智能化、便捷化的測(cè)圖技術(shù)：RTK提供圖根點(diǎn)，全站儀、RTK聯(lián)合測(cè)圖。利用全站儀的免棱鏡功能測(cè)先出相似高的竹子、樹木的高度，再將儀器的鏡高調(diào)為相應(yīng)的數(shù)字，采用免棱鏡方式測(cè)出該地的三維坐標(biāo)，把生成的等高線與中、小比例尺地形圖的等高線對(duì)比、修正，最后得到正確的地圖。極大簡(jiǎn)化作業(yè)流程，提高作業(yè)效率，在保持相應(yīng)精度的前提下，節(jié)省大量作業(yè)成本。歷時(shí)3個(gè)月完成尾礦庫庫址1：2000地形圖、尾礦庫下游敏感點(diǎn)1：2000地形圖，合計(jì)總測(cè)繪面積約4.8km2，并按時(shí)交付相關(guān)設(shè)計(jì)單位使用。此類測(cè)量圖根點(diǎn)布設(shè)選址及關(guān)鍵部位地形圖詳測(cè)尤為關(guān)鍵，成圖后做好控制點(diǎn)的保護(hù)，為今后大比例尺詳圖測(cè)繪提供保障。

5結(jié)語

總之，目前的礦山測(cè)繪技術(shù)已逐漸從傳統(tǒng)的員工測(cè)繪轉(zhuǎn)變?yōu)榛跀?shù)字信息的大數(shù)據(jù)測(cè)繪。人們認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的地形繪圖技術(shù)在工作效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面存在不足，這意味著其工作成果無法提供信息支持。它有其自身的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)礦山測(cè)量過程產(chǎn)生重大影響，可以有效保證礦山測(cè)繪的完整性和及時(shí)性。測(cè)量數(shù)據(jù)符合礦山生產(chǎn)所需的地形和制圖要求，保證了采礦公司的安全。GPSRTK技術(shù)可適應(yīng)高標(biāo)準(zhǔn)地形的運(yùn)行要求和現(xiàn)代礦山的繪圖應(yīng)用。

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作者：王槐仁 單位：寧化行洛坑鎢礦有限公司