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全站仪联合RTK在矿山测量中的应用分析

2018-01-31

世界有色金属 2018年5期
关键词:精确度全站仪矿山

杨 松

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队,贵州 清镇 551400)

随着GPS技术的不断发展,RTK技术在工程测量中的应用越来越受到重视。RTK技术是一种实时动态定位技术,速度快,准确度高。在与全站仪的相互结合之下,不仅提高了工作效率,而且提升了测量工作的专业性和安全性。

1 RTK技术含义和特点

RTK技术是一种新的GPS技术,它是一种实时动态系统,其主要采用载波相位动态实时差分方法,进行实地测量。RTK技术的主要的工作流程就是通过GPS信号接收机,实现卫星定位和观测,把测量的数据信号传输到接收设备中去。数据观测站通过对这些信号信息的接收和分析,得出准确的测量数据[1]。

(1)实时性:RTK技术是一种实时动态观测系统。只要具备卫星信号接收设备,RTK技术就可以在任何时候接收信号信息。而且,为了能够确保测量数据的准确性,基准站在需要测量的地点设置了不同的流动站,能够为基准站提供精确的三维坐标,可以让工作人员及时对测量数据进行检查。

(2)精确度高:RTK技术采用了载波相位动态实时差分方法,可以在野外测量作业中实时得到厘米级的精度定位。此外,RTK技术不需要设置控制网点,所以可以相应地减少工作人员的工作量,很大程度上提高了工作效率。

2 RTK技术结合全站仪的一般应用

①控制测量:在进行实际矿山测量的工程中,RTK技术可以实现精准的定位,并通过全站仪的相关测量参数作为参考依据,完成测量作业[2]。通过全站仪与RTK技术的联合作业,很大程度上提升了对测量工程的控制效果,增加了测量数据的准确度。②用地测量:在建设用地的边界测量中,RTK技术的应用也越来越受到重视。与传统的测量方式不同的是,运用RTK技术测量,不仅可以节约大量的工作时间,而且减少了工作量,提高了测量数据的精确度。RTK技术可以精确地测量出建筑用地的边界坐标,确定土地使用的范围。

3 “RTK+全站仪”在矿山地表测图中的工作流程

①确定坐标:为了能够确定精准的定位坐标,需要利用RTK测量技术确立接收信息的基准站。应用迅速静态相对定位形式进行测量,并用双颊GPS信息接收装置接收信号信息[3]。然后通过计算得出精确的定位坐标。②测量图根点:工作人员要通过RTK技术传输过来的定位信息,利用GPS接收机对信息进行精确的计算,以此确定RTK技术基准点,并在测量范围内测量精确的图根点。③测量碎部点:对于地形比较复杂的地方,利用全站仪进行测量,然后通过后视定向,并对监测站的精确度进行检测,在全部都符合测量标准要求的基础上,就可以进行碎部测量[4]。在地势比较平坦的地方,可以利用RTK技术测量图根点。然后在此基础上进行草图制作。④数字化成图:观测站在接收到传输过来的相应的信息之后,相关工作人员要对所接收的信息进行及时的处理,通过计算机技术,把数据信息转换成绘图软件需要的格式,根据外部作业的工作人员制定的草图,进行进一步的修改,并制定精确的绘图。

4 全站仪在矿山井下测量中的应用

4.1 全站仪设备在矿上井下的架设方法

(1)全站仪的对中:矿山井下测量的导线点的位置最好是在巷道顶板。全站仪需要在点下对中,所以全站仪望远镜需要有镜上中心。因为矿山井下特殊的环境,风比较大,为了能够使对中的精确度更高,需要在镜上中心安装光学对中器。井下测量仪器进行对中操作的时候,离不开垂球的协助作用。经过实践证明,350克的活动尖垂球,能够使对中误差减到最小,操作效果最好。

(2)棱镜对中:为了提高井下测量的便利性,在实际的井下测量作业中,一般选择360°全反射棱镜,能够在很大程度上提高测量数据的精确度,减少测量误差。在对中工作完成之后,工作人员可以将测量出的定位坐标、棱镜高度等数据传送到全站仪。

4.2 全站仪在矿山井下的测量步骤

①一般测量:标定中腰线是井下测量作业的重要步骤。全站仪在井下进行操作时,通过提前计算好的方位角、距离等,直接在仪器中输入水平角和垂直角,然后再进行数据测量。对于测量出的数据,需要工作人员进行手动记录。②角度测量:为了提高测量的准确性,需要在前后试点上悬挂垂球作为瞄准点。并在垂球附近设置照明装置。由于井下风比较大,为了不影响测量效果,需要选择具有在一定重量的大锤球,并设置一定的挡风装置。在测量过程中,可以利用照明装置的灯光,通过灯语和相关前后视人员交流。为了确保测量的精准度,减少测量误差,在水平角观测时,需要进行多次测量。③坐标测量:全站仪可以通过信号接收器,直接显示测量坐标。在实际的井下测量过程中,主要利用设置仪器点的坐标和后视方向,以此来得到精确的定位坐标。采用这种方法,可以通过显示的数据实时检查测量作业的精确度,节约测量时间,实现高效作业。④放样测量:在实际的矿山井下测量工程中,主要采用全站仪自身放样程序进行放样。利用这种方法,可以在操作过程中,精确地看到棱镜的准确位置,并显示需要调整的角度,对误差及时调整。在遇到大倾角工程的放样工作中,为了能够顺利进行测量,工程方可以给全站仪设置弯管目镜。

5 结语

RTK技术联合全站仪技术在地势比较复杂的地段进行测量作业时,可以利用RTK技术克服外在的地形等方面的阻碍,实时动态定位,并通过全站仪进行信号接收,两者实现完美的结合。不仅能够提升测量工作的效率,而且降低了工作人员的工作强度,确保测量数据信息的准确度。随着对现代矿山开采的安全性的要求越越高,全站仪联合RTK技术在矿山测量工程中的应用会越来越广泛。

[1]兰进京,张健雄.全站仪联合RTK在矿山测量中的应用[J].地理空间信息,2016,14(01):102-103+6.

[2]徐宜敏.全站仪免置平测量技术及其算法模型研究[D].南昌大学。2013

[3]王刃.基于视频全站仪的视觉相关问题研究[D].解放军信息工程大学。2014

[4]姬洪亮.全站仪计量检定方法的研究[D].中国人民解放军信息工程大学.2015

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