GPS RTK技術(shù)在采礦權(quán)范圍勘測(cè)定界中的應(yīng)用-測(cè)繪工程論文

摘要：本文論述了GPS RTK技術(shù)的原理和工作方法以及在采礦權(quán)范圍勘測(cè)定界中方便、準(zhǔn)確、快捷的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：勘測(cè)定界；GPS RTK技術(shù)；界址點(diǎn)；測(cè)量定位
1、概述
RTK技術(shù)，是GPS 測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS 測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)新突破。文章闡述了RTK的含義、系統(tǒng)的組成以及其在測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)際舉例其在采礦權(quán)范圍勘測(cè)定界中的應(yīng)用。
2、GPS原理及組成
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning system)簡(jiǎn)稱GPS系統(tǒng)，是美國國防部歷時(shí)二十年，耗資200多億美元建立起來的可以全天候高精度的定位系統(tǒng)，目前共有二十四顆衛(wèi)星，其中21顆工作衛(wèi)星，3顆在軌備用衛(wèi)星。GPS技術(shù)在發(fā)展20余年后，已經(jīng)從最初的靜態(tài)測(cè)量后處理作業(yè)模式發(fā)展到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)作業(yè)模式。常規(guī)的GPS測(cè)量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而GPS RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分(Real－time kinematics)方法，即GPS RTK，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。
GPS系統(tǒng)由以下3部分組成：
（1）、GPS信號(hào)接收系統(tǒng)?？煞譃殡p頻接收機(jī)與單頻接收機(jī)。
（2）、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)。利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，流動(dòng)站可以隨時(shí)調(diào)閱基準(zhǔn)站的工作狀態(tài)和高設(shè)站信息。這對(duì)于保證成果質(zhì)量和排除觀測(cè)中出現(xiàn)的問題十分有利。
（3）、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。目前數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)已發(fā)展成為多功能的完整系統(tǒng)。所以能成功地用于實(shí)際作業(yè)中。
RTK是GPS定位發(fā)展到現(xiàn)在的最新技術(shù)，實(shí)時(shí)處理能達(dá)到cm級(jí)精度(1.2cm±2ppm·D)，完全滿足礦山勘測(cè)定界點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)鄰近圖根點(diǎn)位中誤差不超過10cm的精度要求。RTK 測(cè)量技術(shù)除具有GPS 測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)具有觀測(cè)時(shí)間短，能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)實(shí)時(shí)解算的優(yōu)點(diǎn)，因此可以提高生產(chǎn)效率。
3、采礦權(quán)范圍勘測(cè)定界的目的
采礦權(quán)范圍是登記管理機(jī)關(guān)依法劃定的可供開采礦產(chǎn)資源范圍、井巷工程設(shè)施或露天剝離等開采工程分布范圍的立體空間。我省采礦權(quán)實(shí)地核查結(jié)果反映出一些礦山的采礦范圍與采礦許可證登記范圍不一致，暴露出采礦權(quán)管理中存在的嚴(yán)重問題。為此，開展采礦權(quán)范圍勘測(cè)定界工作，實(shí)行采礦權(quán)精細(xì)化管理，對(duì)于強(qiáng)化礦產(chǎn)資源開采的監(jiān)督檢查是十分必要的，對(duì)于預(yù)防和減少因無證、越界開采而發(fā)生礦山安全生產(chǎn)事故，導(dǎo)致國土資源部及其相關(guān)工作人員被行政問責(zé)也是十分必要的。
4、作業(yè)方案及流程
本次作業(yè)采用GPS定位觀測(cè)辦法進(jìn)行，根據(jù)原有的礦區(qū)范圍界址點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)地進(jìn)行測(cè)量定位工作，同時(shí)又利用GPS定位測(cè)點(diǎn)成果對(duì)原有資料進(jìn)行檢核。
本次礦山界址點(diǎn)的GPS RTK外業(yè)觀測(cè)方法，采用一臺(tái)接收機(jī)在已知點(diǎn)放站作為固定站，使用RTK移動(dòng)站定位、放樣時(shí)，按以下步驟進(jìn)行：
（1）建立工作項(xiàng)目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理。選擇好參考橢球及橢球參數(shù)輸入，選擇、輸入投影帶等。
（2）移動(dòng)站電臺(tái)頻率的選擇。根據(jù)本地區(qū)無線電頻率，選擇一種理想的頻率，移動(dòng)站和基準(zhǔn)站必須使用同一頻率。
（3）有關(guān)坐標(biāo)的輸入。將礦區(qū)界址坐標(biāo)以及其他控制點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到建立的工作項(xiàng)目中作為定位放樣及檢查使用。
（4）從測(cè)量菜單中選擇RTK測(cè)量形式，并進(jìn)行初始化，當(dāng)初始化完成后，可以啟動(dòng)RTK，進(jìn)行測(cè)量工作。
（5）定位放樣。從測(cè)量手簿中調(diào)出工程項(xiàng)目中需放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，手簿屏幕上顯示放樣點(diǎn)的位置距移動(dòng)站的距離和方位，這樣背著GPS接收機(jī)，它會(huì)提醒你走到要放樣點(diǎn)的位置，既迅速又方便，當(dāng)移動(dòng)站標(biāo)桿正對(duì)放樣點(diǎn)位置時(shí)，手簿發(fā)出“嘟、嘀……”的提示聲。表明該點(diǎn)放樣定位成功。然后挖坑埋設(shè)界樁，在埋設(shè)時(shí)，不斷進(jìn)行定位糾正界樁的位置直到達(dá)到誤差范圍要求。
5、質(zhì)量控制
為了保證工期和定位點(diǎn)的成果質(zhì)量，采用了以下方法：
（1）、已知點(diǎn)檢核比較法。首先對(duì)已有的控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，用GPS RTK測(cè)出這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較檢核，進(jìn)而判斷測(cè)量精度的高低。
（2）、重測(cè)比較法。每次初始化成功后，先重測(cè)1－2個(gè)已定位過的點(diǎn)，確認(rèn)無誤后才進(jìn)行GPS RTK定界測(cè)量。
6、GPS RTK的優(yōu)點(diǎn)
（1）、測(cè)量成果精度可靠
首先在成果質(zhì)量的精度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的測(cè)量精度，只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)，點(diǎn)位精度可優(yōu)于2.5CM。
（2）、勞動(dòng)效率高
采用GPS RTK定位測(cè)量技術(shù)大幅度的縮短了工期，使用GPS定位測(cè)量技術(shù)可以縮短工期、保證成果質(zhì)量，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，而且在成本消耗方面大大降低。
（3）、降低了作業(yè)條件要求
RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”，因此，和傳統(tǒng)測(cè)量相比，RTK技術(shù)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小。
（4）、RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大
RTK可勝任各種測(cè)繪內(nèi)、外業(yè)。流動(dòng)站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，使輔助測(cè)量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業(yè)精度。
（5）、操作簡(jiǎn)便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)
只要在設(shè)站時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，就可以邊走邊獲得測(cè)量結(jié)果坐標(biāo)或進(jìn)行坐標(biāo)放樣。數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便快捷地與計(jì)算機(jī)、其它測(cè)量?jī)x器通信。
RTK在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，主要注意事項(xiàng)是基準(zhǔn)站選擇要在比較中心、位置空曠開闊的至高點(diǎn)上，且周圍無磁場(chǎng)的影響，這樣流動(dòng)站接收的信號(hào)好。并把觀測(cè)成果與首級(jí)控制成果進(jìn)行整體平差，這樣動(dòng)態(tài)觀測(cè)經(jīng)平差后的精度就較高。
7、結(jié)語
本次礦山勘測(cè)定界通過勘測(cè)定界測(cè)量，從根本上解決了個(gè)別礦區(qū)存在的界限不清、礦界糾紛、相互遮掩的問題，使全省礦山企業(yè)的規(guī)范管理邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。