地質(zhì)測量RTK技術(shù)運(yùn)用綜述
時間:2022-04-22 03:03:00
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1概述
由于RTK實(shí)時動態(tài)測量具有實(shí)時、高效的特點(diǎn),在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,但在測量成果的精度和可靠性方面,從其誕生之日起就充滿了爭議。RTK技術(shù)的出現(xiàn),幾乎完全改變了傳統(tǒng)地控制測量方法,然而RTK的測量技術(shù)還存在一定的局限性,比如遮擋、強(qiáng)磁場干擾、太陽黑子及超遠(yuǎn)距離等因素都對測量質(zhì)量有一定的影響,甚至可導(dǎo)致無法測量。RTK的關(guān)鍵技術(shù)是初始整周模糊度的快速解算,數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)母呖煽啃院蛷?qiáng)抗干擾性0RTK系統(tǒng)原理雖然很復(fù)雜,但從應(yīng)用角度來講,還是相當(dāng)簡單和方使的,只要有足夠數(shù)量的衛(wèi)星且具有較好的幾何分布,并且基準(zhǔn)站與移動站間的數(shù)據(jù)通訊良好,就可以進(jìn)行測量。目前,RTK技術(shù)已經(jīng)滲入到國民經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個方面,并且正在發(fā)揮著越來越重要的作用。
2RTK定位技術(shù)定義
RTK技術(shù)是地質(zhì)測量中的一個新的里程碑,它大大地提高了測量效率并開拓rtk新應(yīng)用領(lǐng)域。RTK從根本上改變了測暈工作的傳統(tǒng)作業(yè)方式,RTK定位技術(shù)以精度高、速度快、費(fèi)用省,操作簡便等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于控制測量、工程測量、礦山測量、地形測量、城市規(guī)劃測量、土地勘測定界測量等等當(dāng)中。特別為地礦系統(tǒng)地質(zhì)勘探工程測量提供了十分有力的條件。
3RTK技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
1、作業(yè)效率高:在一般的地形地勢下,高質(zhì)量的RTK設(shè)站測量覆蓋率4—5km半徑的區(qū)域,大大減少了傳統(tǒng)測量所要求的控制點(diǎn)數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù)。僅需一人操作,在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。作業(yè)速度快,減輕了作業(yè)者勞動強(qiáng)度,節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用,提高了勞動效率。
2、定位精度高,數(shù)據(jù)安全可靠,沒有誤差積累,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)(一般為4km),RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級。
3、降低了作業(yè)條件要求:RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間通視,只要求滿足“電磁波通視”。因此,和傳統(tǒng)測量相比,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,在傳統(tǒng)測量看來由于地形復(fù)雜、地物障礙而造成的難通視地區(qū),只要滿足RTK的基本工作條件,它也能輕松地進(jìn)行快速的高精度定位作業(yè)。
4、RTK作業(yè)自動化、集成化程度高,測繪功能強(qiáng)大:RTK可勝任很多種外業(yè)測繪。流動站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng),無需人工干預(yù)便可自動實(shí)現(xiàn)多種測繪功能,使輔助測量工作極大減少,減少了常規(guī)測量儀器人為操作誤差,保證了作業(yè)精度。
5、操作簡便,容易使用,數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng):只要在設(shè)站時進(jìn)行簡單的設(shè)置,就可以邊走邊獲得測量結(jié)果數(shù)據(jù)或進(jìn)行坐標(biāo)放樣。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng),能方便快捷地導(dǎo)入計算機(jī),手簿的使用簡單易學(xué)。
4R''''I''''K定位技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用
地質(zhì)勘探工程測量主要任務(wù)是礦區(qū)地形測量、勘探線剖面測量、鉆孔點(diǎn)澳量、探槽點(diǎn)測量、地質(zhì)點(diǎn)測量、礦體露頭點(diǎn)測量、水文點(diǎn)測量、坑道測量等等。礦區(qū)地質(zhì)勘探、礦區(qū)地理信息的采集和管理、礦區(qū)儲量管理和開采監(jiān)督、礦區(qū)土地復(fù)墾開發(fā)和生態(tài)環(huán)境整治、礦區(qū)規(guī)劃建設(shè)等都離不開大量的測繪工作,而且由于社會發(fā)展快、礦區(qū)地表變化也大,為了能給決策層提供準(zhǔn)確的信息,必然對圖紙的現(xiàn)勢性和各類工程的分布要求高。礦山測量工作者需要不斷地對礦區(qū)地形圖進(jìn)行補(bǔ)測和修測以及地勘工程點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。而RTK的技術(shù)特點(diǎn)給我們的測量工作帶來很大的便捷,與傳統(tǒng)測量手段相比大大減小了工作量,提高了工作效率。
5RTK在地勘測量中的不足及其解決辦法
1、受衛(wèi)星狀況限制。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國是最佳的時候,世界上有些國家在某一確定的時間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋,容易產(chǎn)生假值。另外,在礦區(qū)高山峽谷深處及密集森林區(qū),衛(wèi)星信號被遮擋,使一天中可作業(yè)時間受限制,有些地方甚至無信號。產(chǎn)生假值問題采用RTK測量成果的質(zhì)量控制方法可以發(fā)現(xiàn)。作業(yè)時間受限制可由選擇作業(yè)時間來解決。無信號地方可以采用全站儀進(jìn)行配合
2、天空環(huán)境影響。白天中午,受電離層干擾大,共用衛(wèi)星數(shù)少.常接受不到5顆衛(wèi)星,因而初始化時間長甚至不能初始化.也就無法進(jìn)行測量。
3、數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小的問題。RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物如高大山體、高大建筑物和各種高頻信號源的干擾,在傳輸過程中衰減嚴(yán)重,嚴(yán)重影響外業(yè)精度和作業(yè)半徑。在地形起伏高差較大的山區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、居民密樓區(qū)數(shù)據(jù)鏈傳輸信號受到限制。另外,當(dāng)RTK作業(yè)半徑超過一定距離(一般為幾公里,每種機(jī)型在不同的環(huán)境又各不相同)時,測量結(jié)果誤差超限,所以RTK的實(shí)際作業(yè)有效半徑比其標(biāo)稱半徑要小很多,工程實(shí)踐和專門研究都證明了這…點(diǎn)。解決這類問題的有效辦法是把基準(zhǔn)站布設(shè)在測區(qū)中央的最高點(diǎn)上。
4、初始化能力和所需時間問題。在山區(qū)、一般林區(qū)、居民密樓區(qū)等地作業(yè)時,GPS衛(wèi)星信號被阻擋機(jī)會較多,容易造成失鎖,采用RTK作業(yè)時有時需要經(jīng)常重新初始化。這樣測量的精度和效率都受影響。解決這類問題的辦法主要是選用初始化能力強(qiáng)、所需時間短的RTK機(jī)型。
5、高程異常問題。RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確,但我國現(xiàn)有的高程異常圖在有些地區(qū),尤其是山區(qū),存在較大誤差,在有些地區(qū)還是空白,這就使得將GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得相當(dāng)困難,精度也不均勻。
6、電量不足問題。RTK耗電量較大,需要多個大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè),最好選用汽車用電瓶。
7、精度和穩(wěn)定性問題。RTK測量的精度較容易受衛(wèi)星狀況、天氣狀況、數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響。不同質(zhì)量的RTK機(jī)型,其精度和穩(wěn)定性差別較大。要解決此類問題,首先要選用精度和穩(wěn)定性都較好的高質(zhì)量機(jī)種,然后,要在布設(shè)控制點(diǎn)時多布置一些“多余”控制點(diǎn),作為RTK測量成果質(zhì)量控制的檢核點(diǎn)。
6RTK涓量成果的質(zhì)量控制
研究表明,RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95,RTK比靜態(tài)GPS還多出一些誤差因素如數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差等。因此,和GPS靜態(tài)測量相比,RTK測量更容易出錯,必須進(jìn)行質(zhì)量控制。質(zhì)量控制的方法主要有:a.已知點(diǎn)檢核比較法一一即在布測控制網(wǎng)時用靜態(tài)GPS或全站儀多測出一些控制點(diǎn),然后用RTK測出這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較檢核,發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。b.重測比較法…一每次初始化成功后,先重測1—2個已測過的RTK點(diǎn)或高精度控制點(diǎn),確認(rèn)無誤后才進(jìn)行RTK測量。c、電臺變頻實(shí)時檢測法___在測區(qū)內(nèi)建立兩個以上基準(zhǔn)站,每個基準(zhǔn)站采用不同的頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù),流動站用變頻開關(guān)選擇性地分別接收每個基準(zhǔn)站的改正數(shù)據(jù)從而得到兩個以上解算結(jié)果,比較這些結(jié)果就可判斷其質(zhì)量高低。以上方法中,最可靠的是己知點(diǎn)檢核比較法,但控制點(diǎn)的數(shù)量總是有限的,所以沒有控制點(diǎn)的地方需要用重測比較法來檢驗(yàn)測量成果,電臺變頻實(shí)時檢測法的實(shí)時性好,但它需具備一定的儀器條件。
實(shí)踐證明RTK測量技術(shù)給現(xiàn)代礦山測量帶來了重大的技術(shù)手段變革,極大地方便了礦山測量工作者的日常工作,隨著其技術(shù)的不斷進(jìn)步,必將給礦山測量帶來更大的便利,其在礦山測量中的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼮閺V泛。
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