基于GPS RTK的礦山地形工程測量及具體方法分析

韓小慶

摘 要：本文分析了城市測量的作業流程，同時闡述了RTK實測中需要注意的問題及相應對策。旨在明確礦山地形工程測量的重要性，能夠結合實踐工作對相關理論體系進行升華，提出了基于GPS RTK的礦山地形工程測量方法，進一步提高了礦山地形工程測量的效率和質量，全面提升我國礦山地形工程測量的水平。

關鍵詞：GPS RTK 礦山地形工程測量 方法

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0034-02

1 礦山地形工程測量的作業流程

1.1 GPS RTK系統的組成

GPS RTK是實時動態定位測量系統的簡稱，根據GPS RTK的功能定位和需求而言，GPS RTK系統由衛星信號接收、數據傳輸系統以及軟件解算系統3個子系統構件所組成，其中軟件解算系統能夠影響GPS RTK測量結果的精確度。

1.2 業內準備

1.2.1 轉換參數的求值

轉換參數的求值過程較為簡單，分三步進行。首先任意設定一個已知點A，以點A為基點架設GPS基準站，然后設置好坐標系、投影參數、差分電文數據格式、發射間隔以及最大衛星使用數等相關數據，在關閉轉換參數和七參數之后，求得點A的84坐標。然后變換GPS架設的位置，以已知點B為基點，重復上述點的相關步驟，求得B點的84坐標。最后結合當地的坐標A和B、兩點的84坐標，求出所需的轉換參數的具體數值。

1.2.2 建立任務

在轉換參數數值求取完成之后，設置好坐標系、投影、一

級變化及圖定義等相關數據信息，新建測量任務。

1.2.3 設定計劃線

設定計劃線可以在原計劃線的基礎上進行加密處理，對于已經有了測量斷面的需要重新設定計劃線，根據現場測量環境和情況的不同合理選擇是否重新設定計劃線。

1.3 求定測區轉換參數

礦山地形本身存在一個地方獨立坐標體系，同時在測量時又會建立一個WGS-84坐標體系，為了更好地完成測量工作和測量結果表述工作，二者之間要求能夠進行互相轉換，這就涉及到相應的轉換參數數值的求取問題。同時，變形監測對于GPS網而言，意味著更高的精度要求和建設難度，對于GPS觀測技術和數據處理也相應的具有更嚴格的要求。通俗的說，運用基于GPS RTK的礦山地形工程測量技術本身存在計算定測區轉換參數和對GPS網精度要求較高的問題，為了解決這些問題和更好地完成測量工作，可以運用GPS礦山地形三維變形監測網數據處理模型來保障GPS RTK測量效果。

首先，GPS測量技術在進行數據處理時，所建立的參考坐標系可以直接選擇站心地平坐標系，這樣能夠避免數據處理參考坐標系在和礦山地形本身獨立坐標系進行轉換時造成的一定程度的誤差，保證了數據測量和處理的準確性。同時，運用站心地平坐標系能夠提高GPS觀測數據與其他測量數據平臺的聯合處理效果，在構建其他數據三維地形變形監測網聯合平差數學模型時也更加簡單。其次，GPS變形監測網的平差方法應當選擇更為合適的擬穩平差方法，保障GPS數據處理的效率和質量。另外，為了解決平差的基準問題，可以采用聚類分析方法，幫助和明確基準點，或者說是擬穩點的穩定性與可靠性。

1.4 RTK施測

在確定GPS天線位置設定時，一般來說，GPS天線相位中心的偏差不大，真正影響到測量結果準確性的是天線的定位誤差問題，因為GPS基線向量是根據GPS天線的定向所確定的，一旦GPS天線的定向存在誤差，將會直接影響GPS基線向量的準確性，因此，在確定GPS天線的定向時，首先要在各個不同的觀測臺上標示出指北的方向線，然后根據確定的指北方向線安裝設置GPS天線，保證GPS天線定向的準確性。

同時，GPS技術觀測數據的精密程度受到可接受信號的衛星數量和時間長度所決定，因此，要科學合理地設置觀測窗位置口和觀測時間，保障GPS觀測機制接收盡可能多的衛星信號，并且盡可能地保障信號接收的時長足夠獲取所需的信息，一般來說，各觀測點的觀測時長設置在一個小時以上。保障數據獲取量充足可以在一定程度上弱化其他客觀因素對GPS觀測結果造成的誤差影響，提高觀測數據的準確性和精密度。

GPS測量技術可以和當地存在的WGS-84坐標系聯合起來進行共同測量，起到互相制約和修正誤差的作用。一般來說，GPS測量可以結合TGS核心站的測量數據共同計算，相對單獨測量計算而言，聯合計算得到的起算數據要更加準確，還可以在一定程度上解決起始點誤差狀況對于測量基線結果的影響問題。

另外，GPS觀測要重復多次進行，科學合理地制定具體觀測方案，通過多次觀測消除和減少測量狀況中的人為因素以及客觀環境因素造成的可避免類誤差。

2 基于GPS RTK的礦山地形工程測量具體應用和注意問題

2.1 GPS RTK的優勢所在

傳統的礦山地形工程測量一般采用三角網、導線網等方法進行測量，測量的過程相對較為麻煩，需要耗費的實踐和人力更多，且測量獲得的結果誤差也不小。同時，外業對于地形測量的精度要求了解的也不是很深刻，采用常規的GPS靜態測量、快速靜態、偽動態等測量方法，不能實時了解和明確測量定位的精度，等測量完畢交接到業內之后，發現精度設置的并不合理，那么又要重新進行測量，浪費了大量的人力、物力和財力。基于GPS RTK的礦山地形測量能夠實時掌握測量定位的精度和測量的效果，根據實際的測量質量確定測量方案和安排，大大提高款孤山地形工程測量的作業效率。

2.2 地形測圖

傳統的地形測圖過程十分復雜，需要至少2～3個人共同完成外業的待測區域圖根控制點建立工作，這還是隨著科學技術的進步，相應的縮減工作量之后的工作安排。傳統的地形測圖過程分為兩個主要內容：一是外業工作人員利用測圖工具，在測站上測出四周的地貌特征，建立符合地貌特征的碎部點，然后通過碎部點與測站的通視功能，完成內業地形測量結果的拼圖工作。一旦發現存在精度設置不合理的狀況，要重新返回到外業進行重新定位，再重復拼圖過程直到拼圖工作完成之后。利用GPS RTK技術能夠很好地優化和簡化整個地形測圖過程，只需要單獨一個人和相關的儀器設備在待測的地貌碎部點輸入相應的地貌特征編碼，就可以直接完成該區域的地形測量工作，并且能夠直接手動調整和明確相關點位的精度，避免了因為精度不合理而出現的重復測量工作。二是只需要將儀器錄入的地貌特征以軟件的形式導出，就直接得到了該區域的地形測圖，工作難度更低，且獨自一人就可快速的完成測圖任務。

2.3 施工放樣

利用GPS RTK技術同樣能夠提高施工放樣的效率，只需要獨自一個人就能夠完成相應的施工放樣工作，具體說來是將已經設計完成的放樣點位錄入到相關的儀器設備之中，然后開啟GPS衛星信息通信功能，對著衛星傳輸信號調整和找到準確的放樣位置，完成施工放樣工作。

3 結語

綜上所述，基于GPS RTK的礦山地形工程測量相較于傳統的工程測量而言，具有測量結果更為準確，測量過程更加簡單等優點，能夠進一步的提高相關領域、行業的測量效率和質量，提高我國礦山地形工程測量的技術水平。

參考文獻

[1] 王霆.礦山測量中GPS-RTK技術的應用研究[J].科技創新與應用，2014（16）：285.

[2] 張志權.探討GPS-RTK技術在礦山測繪中的應用[J].科技創新導報，2015（13）：60.