董會鵬

摘要：近年來，我國科學技術(shù)不斷發(fā)展與進步，其中GPS測量技術(shù)改進不斷深入，在地形測量、煤礦、土地調(diào)查、線路測量等方面得到了廣泛的應用。GPS-RTX是一種新興的礦區(qū)實時動態(tài)測量技術(shù)，是目前世界最先進的測量產(chǎn)品，高精度GPS，實時差分解算，可獲取厘米級的進度，不僅大大提升了測量的準確性和精度，還降低了測量工作人員的工作強度，提高了測量工作的效率，為相關(guān)企業(yè)減少了大量的成本投入。筆者就GPS-RTK技術(shù)在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應用進行了分析，重點研究GPS-RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在煤礦地表移動觀測站放樣工作中的優(yōu)勢，從而使該技術(shù)更高的滿足山區(qū)煤礦測量精度的需求。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK 山區(qū)煤礦 測繪與測設(shè)

0 引言

GPS-RTK技術(shù)因其具有定位精度高、全天候、多功能、高效率、操作簡單等特點，在各個領(lǐng)域測量工作中顯示出了巨大的潛力和廣闊的前景。山區(qū)地形地貌較為復雜，且礦區(qū)范圍內(nèi)各種沉陷造成地面測量控制點破壞等情況，使得傳統(tǒng)的測量技術(shù)難以滿足該環(huán)境測量工作的需求，必須尋求一種高效、簡便、快速的測量手段和技術(shù)進行測量，以便更好的滿足礦山的測量要求。GPS-RTK，這種全新的實時動態(tài)測量技術(shù)，彌補了傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足與缺陷。利用載波相位動態(tài)實時差分方法，能在環(huán)境比較惡劣的條件下，實行全天候厘米級的定位活動，大大提升了測量的準確性和精度，降低了測量工作人員的強度，能取得較好的應用效果。

1 GPS-RTK技術(shù)的概述

1.1 GPS-RTK的組成

RTK測量系統(tǒng)主要包括GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

①GPS接收設(shè)備。為提升GPS-RTK測量的精度和準確性，更加準確快速地解算整周未知數(shù)，可以在用戶站和基準站上安裝雙頻GPS接收機?；鶞收驹跒槎鄠€用戶站提供服務(wù)時，接收機的采樣率與用戶接收機的最高采樣率必須保持一致。

②數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，也稱為數(shù)據(jù)鏈，主要包括基準站的無線電發(fā)射電臺和用戶設(shè)備的接收機，兩者工作的頻率與功率與基準站和用戶站的距離、環(huán)境以及數(shù)據(jù)傳輸速度密切相關(guān)。

③軟件系統(tǒng)。該技術(shù)支持動態(tài)測量軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對提高實時動態(tài)測量的可行性、準確性具有顯著的效果。

1.2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢

①GPS-RTK技術(shù)具有較強的實時性，且放樣精度能達到厘米級別，這是一般測量設(shè)備無可比擬的。

②據(jù)相關(guān)資料對比分析，GPS-RTK技術(shù)測量效率是傳統(tǒng)導線測量的3倍左右，大大提升了GPS-RTK測量作業(yè)的效率。GPS-RTK技術(shù)測量過程，投入的設(shè)備和人力較少，一般測量技術(shù)需要的成本投入是該技術(shù)的2-4倍左右。

③GPS-RTK技術(shù)最大的優(yōu)勢是快速解算載波的整周未知數(shù)，提高了測量的快速性和精度，且在遇到障礙物失鎖也可以準確的捕獲衛(wèi)星，并在最快的時間內(nèi)繼續(xù)測量。GPS-RTK在惡劣的環(huán)境下，也能實現(xiàn)實時測量并在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)校核，這是一般測量手段所不能及的。

④在所有設(shè)備和基站完成設(shè)置后，整個系統(tǒng)僅用一人操作即可，也可同時設(shè)置幾個流動站，提高測量效率。由于基站和移動站之間不需要通視，觀測距離遠，可全天24h進行測量作業(yè)。經(jīng)大量實踐證明，GPS-RTK技術(shù)測量精度主要取決于RTK設(shè)備、GPS系統(tǒng)、使用方法與水平等，只有嚴格按照規(guī)范操作，才能確保測量的質(zhì)量和精度。

1.3 GPS-RTK工作原理

GPS測量技術(shù)工作原理是：該技術(shù)至少要使用2臺GPS接收機，即流動站和基準站，并且必須確保兩者同時工作。利用載波相位差分技術(shù)對這兩個測站的載波相位觀測量進行實時差分處理。RTK定位技術(shù)主要是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，能實時提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果，并實現(xiàn)厘米級精度測量?；鶞收窘邮諜C通常設(shè)在1個固定未知或者已知點上，對可用衛(wèi)星的原始數(shù)據(jù)進行采集，通過串行端口將數(shù)據(jù)傳送至無線電發(fā)射臺，發(fā)射臺進行廣播，流動站接受來自基準站接收到的GPS原始數(shù)據(jù)信息，電臺接收到的基準站原始數(shù)據(jù)由串口轉(zhuǎn)往流動站接收機。同時，流動站GPS接收機開始采集本機原始數(shù)據(jù)，將來自基準站GPS接收機的原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，計算出兩個接收機之間厘米級的基線向量。最后流動站接收機通過基準站位置和基線向量對流動站坐標進行計算。通過GPS-RTK技術(shù)測量作業(yè)，能在測量區(qū)域又快又準確的定位測量、放樣以及地形測量等其他測量工作，大大提高了測量工作的效率。

2 GPS-RTK技術(shù)在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應用

2.1 山區(qū)煤礦區(qū)域控制網(wǎng)的建立與使用

由于一般測量要求控制點之間相互通視，作業(yè)流程較為復雜，測量精度不均勻，作業(yè)中也無法確定測量的成果精度。通過GPS-RTK技術(shù)進行測量作業(yè)，不僅能準確實時的明確定位結(jié)果，還能了解到定位精度，大大提高了測量作業(yè)的效率。在某山區(qū)煤礦區(qū)域內(nèi)布設(shè)控制網(wǎng)時，由于該地地形地貌復雜，部門區(qū)域和方向有遮擋，測區(qū)內(nèi)原有的坐標系有2個控制點，根據(jù)礦區(qū)實際測量需要，應均勻的加密7個控制點，點位精度平面保持在2.2mm以上，高程高于10mm，更好的滿足礦區(qū)加密施工控制網(wǎng)精度的要求。因此運用GPS-RTK技術(shù)對礦區(qū)控制點的建立與使用，不但能提高測量的精度，而且快捷方便、省時省力。

2.2 求取坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)

對山區(qū)煤礦進行測繪與測設(shè)，往往需要將GPS接收機中原始大地坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為當?shù)刈鴺讼到y(tǒng)，就必須先對坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)進行計算，主要是根據(jù)至少3個已知高精度控制點的當?shù)刈鴺酥?，即X、Y、H。由于已知控制點都是均勻的分布在測區(qū)上，可以在某山區(qū)煤礦測區(qū)內(nèi)選擇4個已知GPS控制點，其坐標數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 4個已知GPS控制點的坐標參數(shù)

■

利用RTK系統(tǒng)中隨機軟件求出坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，其中旋轉(zhuǎn)度：JR=-0.101454，比例：S-1000014，高程參數(shù)：a=-0.000047323，b=0.000023643，c=1.373809185。

2.3 GPS-RTK移動觀測站的測點放樣

在山區(qū)煤礦地表移動觀測站中，由于地形地貌較為復雜，運用GPS-RTK對其觀測點進行放樣，能有效的彌補傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足。放樣過程中，只需要將測點設(shè)計坐標輸入到GPS-RTK手簿中，在礦區(qū)已知點上架基準站，根據(jù)手簿的提升與指導，迅速定位觀測點的實地位置。如果其實地位置在河水中或者懸崖邊上，應根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整，并將其遷移到合適地方，重新記錄設(shè)計點與新點的位置，從而為觀測站的重新設(shè)計創(chuàng)造有利條件。

2.4 GPS-RTK在山區(qū)煤礦地表移動觀測站的觀測

處于山區(qū)的煤礦，由于衛(wèi)星信號失鎖，無法進行GPS-RTK技術(shù)測量，那可以引入“全站儀”對GPS-RTK技術(shù)進行幫助，其工作原理如圖1所示。當觀測點a處于通視困難區(qū)域時，采用GPS-RTK技術(shù)測量無法滿足精度要求，而b、c兩點處于寬闊地帶，是GPS-RTK實施測量的點位，其測量精度能滿足要求。因此可以先運用GPS-RTK將b、c作為控制點，在b點安裝全站儀，后視Ⅲ點定向，利用極坐標法進行a坐標的測量。

3 總結(jié)

在科學技術(shù)不斷進步與發(fā)展的今天，GPS-RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在各個領(lǐng)域測量工作中得到了廣泛的推廣與應用。通過對該技術(shù)的逐步完善，GPS-RTK能實時確定出空間三維坐標，滿足煤礦區(qū)域控制網(wǎng)的布設(shè)以及礦區(qū)變形監(jiān)測要求，徹底改變礦山傳統(tǒng)測量模式，提高山區(qū)煤礦測繪和測設(shè)工作效率，降低工作人員工作強度，促進我國測量技術(shù)更好更快的發(fā)展。

參考文獻：

[1]尹淮新.GPS-RTK技術(shù)在阿勒安道煤礦地形測量中的應用[J].煤，2011，20（4）.

[2]毛開森.GPS RTK技術(shù)在雙龍煤礦地質(zhì)勘查測量中的應用[J].礦山測量，2009（4）.

[3]韓景民.GPS-RTK技術(shù)在煤礦地表測量中的精度比較[J].科技創(chuàng)新與應用，2013（32）.endprint

摘要：近年來，我國科學技術(shù)不斷發(fā)展與進步，其中GPS測量技術(shù)改進不斷深入，在地形測量、煤礦、土地調(diào)查、線路測量等方面得到了廣泛的應用。GPS-RTX是一種新興的礦區(qū)實時動態(tài)測量技術(shù)，是目前世界最先進的測量產(chǎn)品，高精度GPS，實時差分解算，可獲取厘米級的進度，不僅大大提升了測量的準確性和精度，還降低了測量工作人員的工作強度，提高了測量工作的效率，為相關(guān)企業(yè)減少了大量的成本投入。筆者就GPS-RTK技術(shù)在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應用進行了分析，重點研究GPS-RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在煤礦地表移動觀測站放樣工作中的優(yōu)勢，從而使該技術(shù)更高的滿足山區(qū)煤礦測量精度的需求。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK 山區(qū)煤礦 測繪與測設(shè)

0 引言

GPS-RTK技術(shù)因其具有定位精度高、全天候、多功能、高效率、操作簡單等特點，在各個領(lǐng)域測量工作中顯示出了巨大的潛力和廣闊的前景。山區(qū)地形地貌較為復雜，且礦區(qū)范圍內(nèi)各種沉陷造成地面測量控制點破壞等情況，使得傳統(tǒng)的測量技術(shù)難以滿足該環(huán)境測量工作的需求，必須尋求一種高效、簡便、快速的測量手段和技術(shù)進行測量，以便更好的滿足礦山的測量要求。GPS-RTK，這種全新的實時動態(tài)測量技術(shù)，彌補了傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足與缺陷。利用載波相位動態(tài)實時差分方法，能在環(huán)境比較惡劣的條件下，實行全天候厘米級的定位活動，大大提升了測量的準確性和精度，降低了測量工作人員的強度，能取得較好的應用效果。

1 GPS-RTK技術(shù)的概述

1.1 GPS-RTK的組成

RTK測量系統(tǒng)主要包括GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

①GPS接收設(shè)備。為提升GPS-RTK測量的精度和準確性，更加準確快速地解算整周未知數(shù)，可以在用戶站和基準站上安裝雙頻GPS接收機?；鶞收驹跒槎鄠€用戶站提供服務(wù)時，接收機的采樣率與用戶接收機的最高采樣率必須保持一致。

②數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，也稱為數(shù)據(jù)鏈，主要包括基準站的無線電發(fā)射電臺和用戶設(shè)備的接收機，兩者工作的頻率與功率與基準站和用戶站的距離、環(huán)境以及數(shù)據(jù)傳輸速度密切相關(guān)。

③軟件系統(tǒng)。該技術(shù)支持動態(tài)測量軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對提高實時動態(tài)測量的可行性、準確性具有顯著的效果。

1.2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢

①GPS-RTK技術(shù)具有較強的實時性，且放樣精度能達到厘米級別，這是一般測量設(shè)備無可比擬的。

②據(jù)相關(guān)資料對比分析，GPS-RTK技術(shù)測量效率是傳統(tǒng)導線測量的3倍左右，大大提升了GPS-RTK測量作業(yè)的效率。GPS-RTK技術(shù)測量過程，投入的設(shè)備和人力較少，一般測量技術(shù)需要的成本投入是該技術(shù)的2-4倍左右。

③GPS-RTK技術(shù)最大的優(yōu)勢是快速解算載波的整周未知數(shù)，提高了測量的快速性和精度，且在遇到障礙物失鎖也可以準確的捕獲衛(wèi)星，并在最快的時間內(nèi)繼續(xù)測量。GPS-RTK在惡劣的環(huán)境下，也能實現(xiàn)實時測量并在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)校核，這是一般測量手段所不能及的。

④在所有設(shè)備和基站完成設(shè)置后，整個系統(tǒng)僅用一人操作即可，也可同時設(shè)置幾個流動站，提高測量效率。由于基站和移動站之間不需要通視，觀測距離遠，可全天24h進行測量作業(yè)。經(jīng)大量實踐證明，GPS-RTK技術(shù)測量精度主要取決于RTK設(shè)備、GPS系統(tǒng)、使用方法與水平等，只有嚴格按照規(guī)范操作，才能確保測量的質(zhì)量和精度。

1.3 GPS-RTK工作原理

GPS測量技術(shù)工作原理是：該技術(shù)至少要使用2臺GPS接收機，即流動站和基準站，并且必須確保兩者同時工作。利用載波相位差分技術(shù)對這兩個測站的載波相位觀測量進行實時差分處理。RTK定位技術(shù)主要是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，能實時提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果，并實現(xiàn)厘米級精度測量?；鶞收窘邮諜C通常設(shè)在1個固定未知或者已知點上，對可用衛(wèi)星的原始數(shù)據(jù)進行采集，通過串行端口將數(shù)據(jù)傳送至無線電發(fā)射臺，發(fā)射臺進行廣播，流動站接受來自基準站接收到的GPS原始數(shù)據(jù)信息，電臺接收到的基準站原始數(shù)據(jù)由串口轉(zhuǎn)往流動站接收機。同時，流動站GPS接收機開始采集本機原始數(shù)據(jù)，將來自基準站GPS接收機的原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，計算出兩個接收機之間厘米級的基線向量。最后流動站接收機通過基準站位置和基線向量對流動站坐標進行計算。通過GPS-RTK技術(shù)測量作業(yè)，能在測量區(qū)域又快又準確的定位測量、放樣以及地形測量等其他測量工作，大大提高了測量工作的效率。

2 GPS-RTK技術(shù)在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應用

2.1 山區(qū)煤礦區(qū)域控制網(wǎng)的建立與使用

由于一般測量要求控制點之間相互通視，作業(yè)流程較為復雜，測量精度不均勻，作業(yè)中也無法確定測量的成果精度。通過GPS-RTK技術(shù)進行測量作業(yè)，不僅能準確實時的明確定位結(jié)果，還能了解到定位精度，大大提高了測量作業(yè)的效率。在某山區(qū)煤礦區(qū)域內(nèi)布設(shè)控制網(wǎng)時，由于該地地形地貌復雜，部門區(qū)域和方向有遮擋，測區(qū)內(nèi)原有的坐標系有2個控制點，根據(jù)礦區(qū)實際測量需要，應均勻的加密7個控制點，點位精度平面保持在2.2mm以上，高程高于10mm，更好的滿足礦區(qū)加密施工控制網(wǎng)精度的要求。因此運用GPS-RTK技術(shù)對礦區(qū)控制點的建立與使用，不但能提高測量的精度，而且快捷方便、省時省力。

2.2 求取坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)

對山區(qū)煤礦進行測繪與測設(shè)，往往需要將GPS接收機中原始大地坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為當?shù)刈鴺讼到y(tǒng)，就必須先對坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)進行計算，主要是根據(jù)至少3個已知高精度控制點的當?shù)刈鴺酥?，即X、Y、H。由于已知控制點都是均勻的分布在測區(qū)上，可以在某山區(qū)煤礦測區(qū)內(nèi)選擇4個已知GPS控制點，其坐標數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 4個已知GPS控制點的坐標參數(shù)

■

利用RTK系統(tǒng)中隨機軟件求出坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，其中旋轉(zhuǎn)度：JR=-0.101454，比例：S-1000014，高程參數(shù)：a=-0.000047323，b=0.000023643，c=1.373809185。

2.3 GPS-RTK移動觀測站的測點放樣

在山區(qū)煤礦地表移動觀測站中，由于地形地貌較為復雜，運用GPS-RTK對其觀測點進行放樣，能有效的彌補傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足。放樣過程中，只需要將測點設(shè)計坐標輸入到GPS-RTK手簿中，在礦區(qū)已知點上架基準站，根據(jù)手簿的提升與指導，迅速定位觀測點的實地位置。如果其實地位置在河水中或者懸崖邊上，應根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整，并將其遷移到合適地方，重新記錄設(shè)計點與新點的位置，從而為觀測站的重新設(shè)計創(chuàng)造有利條件。

2.4 GPS-RTK在山區(qū)煤礦地表移動觀測站的觀測

處于山區(qū)的煤礦，由于衛(wèi)星信號失鎖，無法進行GPS-RTK技術(shù)測量，那可以引入“全站儀”對GPS-RTK技術(shù)進行幫助，其工作原理如圖1所示。當觀測點a處于通視困難區(qū)域時，采用GPS-RTK技術(shù)測量無法滿足精度要求，而b、c兩點處于寬闊地帶，是GPS-RTK實施測量的點位，其測量精度能滿足要求。因此可以先運用GPS-RTK將b、c作為控制點，在b點安裝全站儀，后視Ⅲ點定向，利用極坐標法進行a坐標的測量。

3 總結(jié)

在科學技術(shù)不斷進步與發(fā)展的今天，GPS-RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在各個領(lǐng)域測量工作中得到了廣泛的推廣與應用。通過對該技術(shù)的逐步完善，GPS-RTK能實時確定出空間三維坐標，滿足煤礦區(qū)域控制網(wǎng)的布設(shè)以及礦區(qū)變形監(jiān)測要求，徹底改變礦山傳統(tǒng)測量模式，提高山區(qū)煤礦測繪和測設(shè)工作效率，降低工作人員工作強度，促進我國測量技術(shù)更好更快的發(fā)展。

參考文獻：

[1]尹淮新.GPS-RTK技術(shù)在阿勒安道煤礦地形測量中的應用[J].煤，2011，20（4）.

[2]毛開森.GPS RTK技術(shù)在雙龍煤礦地質(zhì)勘查測量中的應用[J].礦山測量，2009（4）.

[3]韓景民.GPS-RTK技術(shù)在煤礦地表測量中的精度比較[J].科技創(chuàng)新與應用，2013（32）.endprint

摘要：近年來，我國科學技術(shù)不斷發(fā)展與進步，其中GPS測量技術(shù)改進不斷深入，在地形測量、煤礦、土地調(diào)查、線路測量等方面得到了廣泛的應用。GPS-RTX是一種新興的礦區(qū)實時動態(tài)測量技術(shù)，是目前世界最先進的測量產(chǎn)品，高精度GPS，實時差分解算，可獲取厘米級的進度，不僅大大提升了測量的準確性和精度，還降低了測量工作人員的工作強度，提高了測量工作的效率，為相關(guān)企業(yè)減少了大量的成本投入。筆者就GPS-RTK技術(shù)在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應用進行了分析，重點研究GPS-RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在煤礦地表移動觀測站放樣工作中的優(yōu)勢，從而使該技術(shù)更高的滿足山區(qū)煤礦測量精度的需求。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK 山區(qū)煤礦 測繪與測設(shè)

0 引言

GPS-RTK技術(shù)因其具有定位精度高、全天候、多功能、高效率、操作簡單等特點，在各個領(lǐng)域測量工作中顯示出了巨大的潛力和廣闊的前景。山區(qū)地形地貌較為復雜，且礦區(qū)范圍內(nèi)各種沉陷造成地面測量控制點破壞等情況，使得傳統(tǒng)的測量技術(shù)難以滿足該環(huán)境測量工作的需求，必須尋求一種高效、簡便、快速的測量手段和技術(shù)進行測量，以便更好的滿足礦山的測量要求。GPS-RTK，這種全新的實時動態(tài)測量技術(shù)，彌補了傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足與缺陷。利用載波相位動態(tài)實時差分方法，能在環(huán)境比較惡劣的條件下，實行全天候厘米級的定位活動，大大提升了測量的準確性和精度，降低了測量工作人員的強度，能取得較好的應用效果。

1 GPS-RTK技術(shù)的概述

1.1 GPS-RTK的組成

RTK測量系統(tǒng)主要包括GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

①GPS接收設(shè)備。為提升GPS-RTK測量的精度和準確性，更加準確快速地解算整周未知數(shù)，可以在用戶站和基準站上安裝雙頻GPS接收機?；鶞收驹跒槎鄠€用戶站提供服務(wù)時，接收機的采樣率與用戶接收機的最高采樣率必須保持一致。

②數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，也稱為數(shù)據(jù)鏈，主要包括基準站的無線電發(fā)射電臺和用戶設(shè)備的接收機，兩者工作的頻率與功率與基準站和用戶站的距離、環(huán)境以及數(shù)據(jù)傳輸速度密切相關(guān)。

③軟件系統(tǒng)。該技術(shù)支持動態(tài)測量軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對提高實時動態(tài)測量的可行性、準確性具有顯著的效果。

1.2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢

①GPS-RTK技術(shù)具有較強的實時性，且放樣精度能達到厘米級別，這是一般測量設(shè)備無可比擬的。

②據(jù)相關(guān)資料對比分析，GPS-RTK技術(shù)測量效率是傳統(tǒng)導線測量的3倍左右，大大提升了GPS-RTK測量作業(yè)的效率。GPS-RTK技術(shù)測量過程，投入的設(shè)備和人力較少，一般測量技術(shù)需要的成本投入是該技術(shù)的2-4倍左右。

③GPS-RTK技術(shù)最大的優(yōu)勢是快速解算載波的整周未知數(shù)，提高了測量的快速性和精度，且在遇到障礙物失鎖也可以準確的捕獲衛(wèi)星，并在最快的時間內(nèi)繼續(xù)測量。GPS-RTK在惡劣的環(huán)境下，也能實現(xiàn)實時測量并在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)校核，這是一般測量手段所不能及的。

④在所有設(shè)備和基站完成設(shè)置后，整個系統(tǒng)僅用一人操作即可，也可同時設(shè)置幾個流動站，提高測量效率。由于基站和移動站之間不需要通視，觀測距離遠，可全天24h進行測量作業(yè)。經(jīng)大量實踐證明，GPS-RTK技術(shù)測量精度主要取決于RTK設(shè)備、GPS系統(tǒng)、使用方法與水平等，只有嚴格按照規(guī)范操作，才能確保測量的質(zhì)量和精度。

1.3 GPS-RTK工作原理

GPS測量技術(shù)工作原理是：該技術(shù)至少要使用2臺GPS接收機，即流動站和基準站，并且必須確保兩者同時工作。利用載波相位差分技術(shù)對這兩個測站的載波相位觀測量進行實時差分處理。RTK定位技術(shù)主要是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，能實時提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果，并實現(xiàn)厘米級精度測量?；鶞收窘邮諜C通常設(shè)在1個固定未知或者已知點上，對可用衛(wèi)星的原始數(shù)據(jù)進行采集，通過串行端口將數(shù)據(jù)傳送至無線電發(fā)射臺，發(fā)射臺進行廣播，流動站接受來自基準站接收到的GPS原始數(shù)據(jù)信息，電臺接收到的基準站原始數(shù)據(jù)由串口轉(zhuǎn)往流動站接收機。同時，流動站GPS接收機開始采集本機原始數(shù)據(jù)，將來自基準站GPS接收機的原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，計算出兩個接收機之間厘米級的基線向量。最后流動站接收機通過基準站位置和基線向量對流動站坐標進行計算。通過GPS-RTK技術(shù)測量作業(yè)，能在測量區(qū)域又快又準確的定位測量、放樣以及地形測量等其他測量工作，大大提高了測量工作的效率。

2 GPS-RTK技術(shù)在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應用

2.1 山區(qū)煤礦區(qū)域控制網(wǎng)的建立與使用

由于一般測量要求控制點之間相互通視，作業(yè)流程較為復雜，測量精度不均勻，作業(yè)中也無法確定測量的成果精度。通過GPS-RTK技術(shù)進行測量作業(yè)，不僅能準確實時的明確定位結(jié)果，還能了解到定位精度，大大提高了測量作業(yè)的效率。在某山區(qū)煤礦區(qū)域內(nèi)布設(shè)控制網(wǎng)時，由于該地地形地貌復雜，部門區(qū)域和方向有遮擋，測區(qū)內(nèi)原有的坐標系有2個控制點，根據(jù)礦區(qū)實際測量需要，應均勻的加密7個控制點，點位精度平面保持在2.2mm以上，高程高于10mm，更好的滿足礦區(qū)加密施工控制網(wǎng)精度的要求。因此運用GPS-RTK技術(shù)對礦區(qū)控制點的建立與使用，不但能提高測量的精度，而且快捷方便、省時省力。

2.2 求取坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)

對山區(qū)煤礦進行測繪與測設(shè)，往往需要將GPS接收機中原始大地坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為當?shù)刈鴺讼到y(tǒng)，就必須先對坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)進行計算，主要是根據(jù)至少3個已知高精度控制點的當?shù)刈鴺酥?，即X、Y、H。由于已知控制點都是均勻的分布在測區(qū)上，可以在某山區(qū)煤礦測區(qū)內(nèi)選擇4個已知GPS控制點，其坐標數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 4個已知GPS控制點的坐標參數(shù)

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利用RTK系統(tǒng)中隨機軟件求出坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，其中旋轉(zhuǎn)度：JR=-0.101454，比例：S-1000014，高程參數(shù)：a=-0.000047323，b=0.000023643，c=1.373809185。

2.3 GPS-RTK移動觀測站的測點放樣

在山區(qū)煤礦地表移動觀測站中，由于地形地貌較為復雜，運用GPS-RTK對其觀測點進行放樣，能有效的彌補傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足。放樣過程中，只需要將測點設(shè)計坐標輸入到GPS-RTK手簿中，在礦區(qū)已知點上架基準站，根據(jù)手簿的提升與指導，迅速定位觀測點的實地位置。如果其實地位置在河水中或者懸崖邊上，應根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整，并將其遷移到合適地方，重新記錄設(shè)計點與新點的位置，從而為觀測站的重新設(shè)計創(chuàng)造有利條件。

2.4 GPS-RTK在山區(qū)煤礦地表移動觀測站的觀測

處于山區(qū)的煤礦，由于衛(wèi)星信號失鎖，無法進行GPS-RTK技術(shù)測量，那可以引入“全站儀”對GPS-RTK技術(shù)進行幫助，其工作原理如圖1所示。當觀測點a處于通視困難區(qū)域時，采用GPS-RTK技術(shù)測量無法滿足精度要求，而b、c兩點處于寬闊地帶，是GPS-RTK實施測量的點位，其測量精度能滿足要求。因此可以先運用GPS-RTK將b、c作為控制點，在b點安裝全站儀，后視Ⅲ點定向，利用極坐標法進行a坐標的測量。

3 總結(jié)

在科學技術(shù)不斷進步與發(fā)展的今天，GPS-RTK實時動態(tài)測量技術(shù)在各個領(lǐng)域測量工作中得到了廣泛的推廣與應用。通過對該技術(shù)的逐步完善，GPS-RTK能實時確定出空間三維坐標，滿足煤礦區(qū)域控制網(wǎng)的布設(shè)以及礦區(qū)變形監(jiān)測要求，徹底改變礦山傳統(tǒng)測量模式，提高山區(qū)煤礦測繪和測設(shè)工作效率，降低工作人員工作強度，促進我國測量技術(shù)更好更快的發(fā)展。

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