GPS-RTK技术在矿山线路测量中的应用分析

1、gps-rtk技术在矿山线路测量中的应用 分析张玉恒西山煤电股份有限公司西铭矿摘要：目前gps-rtk是国际上gps精密定位研究的一个趋势，gps-rtk不仅可以满足城 市规划、矿山建设、环境监测的实际需要，还能满足不同行业的用户对快速的精 确定位要求，是对gps领域的新的改革创新，本文主要阐述了 gps-rtk在西铭矿 工业广场道路中的控制测量及放样的应用及效果，为其他类似工程的应用提供 宝贵经验。关键词：gps; rtk;控制测量;精度分析;作者简介：张玉恒（1984-）,男，山西五台县人，本科，2009年毕业于中国矿 业大学测绘工程专业，地测工程师，西铭矿地质科副主任科员矿山测量数字化。

2、收稿日期：2017-4-11application and analysis of gps-rtktechnology in mine surveyingzhang yuhengximing mine, xishan coal and elec trici ty co. lt;abstract：at present, gps-rtk is a trend of int ernational gps preci si on posi tio ning research, gps-rtk not only can meet the practical needs of urban planning

3、, mine construction, environmental monitoring, but also in time to meet the various users of different industries on the fast accurate positioning requirements, gps is a new field of reform and innovation. this paper expatiates on the application and effect of gps-rtk in the control and survey of xi

4、ming mine industrial square road, analyzes and compares the measurement preci si on of gps height, sums up the precautions in the practical cnginccring application, for other similar projccts to provide valuable experience.keyword：gps; rtk; control survey; precision analysis;received： 2017-4-111引言gp

5、s-rtk定位技术是近些年研究兴起的一种精度很高的定位技术，为测绘工作 者提供了工程测量的新的技术手段和方法。与此同时gps-rtk测量使常规的测 距、测距、测水准、测角为主要测量的地面定位的技术，被以一次测定地面三维 坐标的gps-rtk技术替代。目前国内对该技术的研究偏少，本文通过对比gps-rtk技术与传统控制测量两者的精度，进一步说明测量工作采用gps-rtk定 位技术的必要性。2 gps技术的控制测量与布网方式gps控制测量工作按其性质可以分为内业和外业两大部分。内业的工作主要有 gps测量设计、测量后的数据处理和相关技术总结;外业的工作主要包括选择观 测站点、设立测量标志点、野外测

6、量作业和检核成果质量。gps测量的工作程序 具体可以分为以下儿个步骤和阶段，见图1。测量地区采用e级gps网作为首级平面控制网。使用单频gps接收机。布设控制 网吋需使图形有良好的约束力和自检能力。平面与高程控制起算点釆用国家三等 以上三角点（联测点个数大于等于3个）。具体布网方案如图2和图3所示。图1 gps测量流程下载原图图2 gps静态时控制网网形示意图 下载原图s10g11s11图3布设水准网示意图下载原图3 rtk-gps在矿区线路测量中的应用3.1实时动态（rtk）定位技术简介 网络rtk技术的基本原理是布设3个或3个以上基准站，这些基准站组成一个基 准站网，并以这些基准站中的一个

7、或多个为基准，计算和发播改正信息，对该 地区内的卫星定位用户进行实吋改正的定位方式ikzl与常规rtk相比，该方 法的主要优点为覆盖面广，定位精度高，可靠性强，可实时提供厘米级定位， 应用前景广阔。gps-rtk由4个部分组成，分别由数据处理中心，基准站网，数据通信线路和用 户。基准站上应配备双频全波长gps接收机，布设的基准站的坐标精确已知，其 坐标由gps静态相对定位方法确定。基准站应进行连续不断观测，并实时将观测 到的资料及时传送给数据处理屮心。每3个基准站构成一个几何三角形，数据处 理中心根据传来的坐标确定在哪个几何三角形中，然后借此数据算得系统误差， 最后进行必要的修正传到用户3-5

8、 o图4为一个gps-rtk服务系统的示意图。卫星信号昼内作业点a_3g网络作业点b图4小型网络rtk服务系统下载原图3.2实践应用分析为了更好的对比rtk-gps技术的优越性，现选西铭矿已有工业广场道路作为研 究对象，每1km布设一个gps点，用四等水准测量水准高程。每2个gps点布设 了一个水准点，采用四等水准测量法进行联测。西铭矿工业广场道路长4. 2km,对布设的gps点进行gps rtk技术放样，与此同 时对放样的点进行普通水准测量。釆用gps rtk技术进行放样路线上的点位，并采集了 rtk测得的高程，同吋使用 普通水准测量的方法对所放出的点位进行水准测量。采用gps-rtk技术对

9、地表及岩层移动进行检测，通过对试验区的数据进行后差 分误差处理技术分析测量误差的大小，对测量数据质量控制，对于同一基站， 相同观测条件下观测2次，通过对2次初始化测量中同样的错误不能再出现的概率进行分析，来比较观测结果，发现观测中可能包括的粗差，来评价该观测值 质量。3. 2.1高差的精度分析根据平差的改正数和法方程的系数阵来计算单位的权中谋差：rn=v pvn-12 2 2eh+e)2 + e)n n由此求得各线路22t%+% + + %高差的单位权中谋差是:m 水准二 ± 9.6mm单点高程屮误差是：m水准高程二m水&/vt= ± 6.8mm根据两点水准高差与r

10、tk高差z差计算高差z差屮误差: krtk二 h%- hrj h 较差二 h 水. hrtk式中：ah昨为水准高差与rtk高差之差；ah水为水准高差；a 为rtk高差。 由误差传播定律得：2 2 2叫差二叫准ntk=dd/2n2叫差二 ± 285mm于是有，仃etk高差二土nr差较差.仃电准高差=27.7mm/km高差的中误差为:2tk 高程 二 mnx 高 /v2=19.6mmm 亠 4£rtk基点的高程相对要独立，其高差的误差不顺次传播，因此rtk基点的高差中 误差和水准的高差的中误差实质上是有分别的，换句话说，rtk基点的高差中的 误差为相对高程的中误差。同吋不排除磁

11、、高压线、高大建筑物等对gps-rtk 都有一定的影响。3. 2. 2高程的精度分析由rtk高程和水准高程来计算高程的中误差:较差=h水-hrtk2 2 2叫差二准 rntk=dd/2n则 mh 较差=± 38.5mm仃飞ik高程=二± v咋程较差叫准高程-与 7.9mm该值相当于等外的水准高程的精度，所以gps-rtk的高程的精度可以满足题设 线路工程的要求。4结论本文以西铭矿工业广场道路的线路测量为例子，利用gps-rtk技术进行放样， 并收集rtk数据观测得的高程，与此同时利用普通水准测量的技术方法进行水 准测量，并对精度对比分析，得到如下结论： 仃）应用静态gps进行平面控制测量完全能满足线路工程的控制测量的要求。(2) gps-rtk技术可以减少工作中间环节，缩短测量工作周期，提高测量工作效 率。参考文献1 高建新高精度全球差分gps的应用j.测绘信息与