GPS-RTK定位技术在测绘工程中的应用

2022-04-08杨政勇YANGZhengyong

价值工程 2022年11期

杨政勇 YANG Zheng-yong

（贵州省地质矿产勘查开发局一0三地质大队，铜仁 554300）

0 引言

在经济和知识融合发展过程中，传统的测绘技术已经无法满足当下测绘工程的需要，应在结合传统测绘技术、新需要、新标准对新测绘技术展开研究，进而提升测绘工程的效率，保障测绘数据的研究效果。在测绘工作开展过程中避免不了地运用GPS技术，该技术的运用具有诸多优势，能在土地定位中发挥自身所长，保障地面物体得以被精准定位。RTK是一种实时动态卫星全球定位系统，在工程测量过程中运用该系统，能有效地节约测量时间，提升测量效率对测绘工程具有重要作用。而将二者进行全面融合成为GPS-RTK定位技术则能在无人工干预的基础上提升工作效能，减少测量的误差性，保障整体测量工作开展的时效性。

1 GPS-RTK技术概述

RTK技术在实际运用过程中需要对检测对象的实时动态位置进行实时监控和分析，是GPS技术中的重要技术[1]。GPS技术是由空间系统、地面系统、信号接收系统的等组合而成的，在运用过程中能对数据进行收集之后，还能分析和处理、传输，在经过RTK技术的加持，能有效地提升整体工作实际效率，使得数据的输出结果速度不断加快，见图1[2]。由于实时数据量比较大，RTK技术无法通过无线电波技术进行传输和处理，因此，技术人员为提升数据的传输效果，将RTK技术和GPS技术进行优化与结合，从而创新出一种新型的测绘技术：GPS-RTK技术。该技术组成部分为软件系统、数据传输系统以及GPS接收机等，在技术运用过程中，此类软件的组成部分具有至关重要的作用，不仅能对原始信息进行收集，还能将二者紧密结合，达到更高效更精准的该工作完成效果。

图1 GPS-RTK技术实际工作原理图

2 工程概况

万家堰锰矿是一个地下开采的矿山，该矿山采矿许可证编号为：C5200002012012140123062，矿区面积为1.4923平方公里，采矿标高为1525.0米至900米标高，共有13个拐点坐标，生产规模5万吨/年，开采的矿种为锰矿。

万家堰锰矿位于松桃苗族自治县寨英镇兴家庄村万家堰组，距兴家庄村约3.2公里，距离寨英镇大约12公里，地理坐标为：东经108°50′53″-108°51′46″，北纬27°58′17″-27°59′27″，有寨英镇至矿山的简易公路直达矿区，交通较为方便[3]。该矿区开采的井口共有11个，（分别有：一采区一号井、二号井、六号井、七号井、八号井、九号井、十号井，二采区一号井、二号井、三号井、四号井）都采用平硐开采。

3 GPS-RTK定位技术在测绘工程中的应用

3.1 现场踏勘

为了了解松桃苗族自治县寨英镇鑫鑫矿业有限公司（万家堰锰矿）坑道及采空区开采情况，受松桃苗族自治县自然资源局的委托，贵州省地质矿产勘查开发局一O三地质大队承担了松桃苗族自治县寨英镇鑫鑫矿业有限公司（万家堰锰矿）坑道及采空区测量任务。在测绘工作开展之前，相关工作人员第一时间到达松桃苗族自治县寨英镇鑫鑫矿业有限（万家堰锰矿）同矿山负责人进行坑道测绘工作内容对接，并对矿山一采区、二采区所有坑道进行实地勘查。另外，通风巷只注记表示，不用测量；存在安全隐患的巷道现场拍照留证，不进行测量；出于安全考虑，全程测量必须在矿山工作人员带领下开展。在实际测量过程中，需要对该矿区的井下巷道及采空区实地勘查与测量，在测区平面坐标定位时运用的是2000国家大地坐标系统高程系统采用：1985国家高程基准。

3.2 平面控制测量

现阶段我国的传统的导向测量的控制方式已经不适用于现今我国的工程测绘中，因此在测量过程中已经逐步运用RTK技术对其进行替代，使得网测量和部分碎测量得到了有效控制[4]。在运用RTK技术测量时，只要流动站之间的距离在15000m之内，流动站的观测就能在几秒钟完成，见图2。

图2 RTK技术平面控制测量观测图

3.3 放样测量

首先，在工程测量过程中会运用RTK技术，需要运用其中的RTK点放样以及线路放样，在采用放样的过程中，需要将放样坐标和静态网中的坐标转换参数进行提取，再输送到GPS流动站，之后再根据放点标识进行放样处理[5]。其次，在进行放样时，需要先将室内的线路中心线展开分析，将其中弯道元素编制，使其成为线路中心线的文件，再将该文件与坐标转换参数共同上传到GPS流动站的借手机上，在实地依桩号和所放点与中心线上相互联系的现场放样。

3.4 高程测量

定区域性大地水准面的高程需要在GPS测量资料与水准测量资料相结合的基础上进行测量，此种测量方式具有高效性和实效性，在实际测量过程中具有密度适当、分布均匀的优点[6]。运用GPS定位技术能对观测点进行静精密的观察，进而得出大地高层差，在以此为基础建立使用的大地水平面数字模型[7]。在计算高程异常和异常差，使得特定点的正常高程能够被得出，在提升数据采集效率的同时，提高作业质量。

3.5 GPS—RTK技术使用注意事项

RTK在勘探工作中进行运用，需要以GPS定位技术为基础，因此，需要对GPS卫星工作需要进行满足，使得连续跟踪以及卫星数量能够满足GPS技术的运用。基于此，在实际勘测过程中，首先，应对测量的控制点进行着重考量，为提升勘测的全面性和有效性，本工程将控制点选择在地势较高、视野开阔的区域，以此提升勘测的精准性。其次，在实际研究过程中应对卫星信号的干扰因素进行排查。通常卫星信号会在中午时段受到干扰和影响较大，因此，为提升卫星信号的使用效果，应避免中午这段时间进行勘探，并且，要时刻注意信号的接受状态，以此提升整体数据测量的精准度。再次，由于RTK数据传输会受到障碍物的影响，出现信号接收频率异常的情况。在实际测量和信号接受的过程中为避免此种情况大量出现，提升外业精度和作业半径的勘测实效性，应在测量工作中满足“电磁波通视”条件。本工程为提升探测的精准度，在实际基站的架设过程中，一步到位，将其架设在空旷且较高的地区，避免雷达以及信号的干扰，保障本工程探测的精准度。最后，在进行高程联测时，为符合相关规定以及该工作需要，本工程运用中抵御四等水准测量的方式开展工作，保障联测点均匀的分布在控制网内，并且平原地区联测点、丘陵或山地联测点据以控制在合理范围内。

3.6 资料编制和图件处理

首先，开展资料编制。野外数据在巷道及采空区测量过程中就进行严格检查，特别是巷道导线测量时，每次定向结束再次采集定向点坐标，与前一次测量结果进行比对，在限差范围内时，才进行下一站点测量，见表1、表2。如超出限差，重新整平仪器后，进行测量，直至满足测量精度要求。根据采集的巷道数据及采空区数据，按照相关测绘规范要求进行资料编制和整理。其次，进行图件处理。将所测量的拐点坐标在电脑上，按测量草图记录进行绘图，绘制井下1:2000平面图，绘制完成，按幅面大小生成比例尺为1：2000规格为10*11的平面图一幅，并把每条巷道长度及每个采空区面积进行统计，绘制成表格，放在图框空白处。

表1 寨英镇鑫鑫矿业有限公司（万家堰锰矿）图根点测量与复测点坐标

表2 寨英镇鑫鑫矿业有限公司（万家堰锰矿）图根点测量与复测点坐标限差统计表

3.7 验收检查

首先，本次巷道与采空区测量时间短任务重，测量作业人员以对工作认真负责的态度对观测数据进行自检和互检，确认巷道与采空区测量的测量点位置无误，发现错误及时纠正，必要时重新进行测量。其次，野外测绘技术负责人员把好初步质量关，发现超限的测量原始数据要求作业人员及时进行返工测量，直至返工到合格为止，保证成果精度要求。再次，测绘总工进行技术总把关，对所提交的资料按照相关技术审计规程严格审查，生产的测绘产品能够满足相应的测量规范限差要求，做到无差等品。最后，在坑道作业过程中，作业人员对观测数据进行自检，坑道测量过程中，适当采集坑道内一部分导线重合点，在坑道测量结束后再采集一次井口控制点，根据这些重合点来检查测量过程是否存在错误，保证测量数据的准确。作业结束之后，单位质量部门对提交的资料进行野外抽查。