GPS-RTK技术原理及在矿山勘界测量中应用.docVIP

GPS-RTK技术原理及在矿山勘界测量中应用 　　 【摘要】 本文主要介绍了GPS-RTK技术特点,系统配置,误差分析,测区坐标转换及GPS-RTK技术在矿山勘界及矿权核查中的应用。 　　【关键词】GPS-RTK技术系统;定位误差;坐标转换参数;勘界测量;RTK放样测量;基站;流动站 　　 　　简论: 　　GPS-RTK是比较成熟的,实时快速动态定位且目前精度最好的差分测量技术。在当前测绘工作中,GPS-RTK以其定位精度高,效率快,操作简单,全天候等优点,在测绘各领域得到广泛应用。 　　 　　1.GPS-RTK技术特点及原理 　　 　　1.1GPS-RTK技术系统配置及工作原理 　　GPS-RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统,其技术系统配置包括以下三部分:A?基准站接收机;B、移动站接收机;C、数据链。基准站接收机设在具有已知坐标(也可无已知坐标,地势较高)的参考点上,连续接收所有可视GPS卫星信号,并将测站的坐标,观测值,卫星跟踪状???及接收机工作状态通过数据链发送出去,移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时,接收来自基准站的数据,OTF(ON THE FLY)算法快速求解载波相位整周模糊度,通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。基准站和流动站必须保持4颗以上相同卫星相位的跟踪和必要的几何图形,流动站则随时给出厘米级定位精度。 　　1.2GPS-RTK定位误差 　　GPS-RTK定位过程中,存在着三种误差。第一种是用户接受机公有的。如传播延迟误差,星历误差,对流层误差,卫星钟误差等。第二种为各用户设备所固有的误差。如大地水准面差距的内插误差,已知控制点的误差,坐标系统转换误差等第一种误差中,电离层误差,传播延迟误差,对流层误差通过差分技术可大部分消除,卫星钟误差,星历误差则可完全消除,但无法完全消除的残余误差会随着流动站至基准站的距离增大而增大;第二类误差中天线相位中心变化可以消除,其余误差要采用专门措施加以削弱,其残余误差有时对DTK影响很严重。第三类误差要采取严密的转换模型和高质量的起算数据,运用检核办法来验证其精度。 　　1.3测区坐标转换参数求取 　　在进行RTK测量前,必须合理选择控制网中已知的WGS-84和北京54坐标(或地方独立坐标)以及高程的公共点,求解转换参数。其要点如下: 　　1.3.1要在测区的四围及中心选择控制点,且分布均匀。最好选择三个以上的公共点,利用最小二乘法求解转换参数,以利于提高转化精度。 　　1.3.2布好测区基本控制后,就可根据内业计算得到各个控制点的WGS-84坐标和当地坐标,在内业计算得到坐标转换参数后,直接输入RTK控制手簿,这种方法算得的参数较准确。 　　1.3.3在有国家控制点高斯坐标,没有GPS控制点的情况下,可以利用流动站在控制点现场逐点进行WGS-84定位测量,观测时间应不少于五分钟,当不少于3点测量完成后,即可用控制手簿解算出坐标转换参数,并利用坐标转换参数自动转换成54坐标。 　　1.3.4在计算七参数转换时,若无专业软件,可将WGS-84坐标和54系坐标的公共坐标代入布尔莎转换模型,得到误差方程矩阵。利用EXCEL中的MINVERSE(array)和MMULT(array)函数分别返回矩阵的逆矩阵和两矩阵的乘积,求得七参数。或用Matlab软件也很容易求得七参数。 　　 　　2.GPS-RTK技术在矿山勘界测量中的应用 　　 　　2.1概述 　　应用RTK技术定位比GPS静态,快速静态定位,其效率都会大大提高。由于实时RTK效率高,并可以在作业现场提供经过检验的测量成果,用户能够在满足精度的前提下,彻底摆脱后处理的负担和外业返工的困扰。故RTK技术一出现,就在其建设用地勘测定界,矿山边界勘定测量方面,倍受测绘界欢迎。 　　利用GPS-RTK技术可实时地测定界桩位置,确定矿山区域界限使用范围,计算矿山用地面积,这对于身处丘陵,山地或高山峻岭,而又缺少GPS控制或国家控制点的矿山矿权实地核查,及其实用及便利用RTK技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样,建设用地勘测定界中的面积量算,由GPS软件中的面积计算功能直接计算,并进行检核。避免了常规解析法放样的复杂性,简化矿山矿权核查勘测定界的工作程序,大大提高了工作效率。 　　2.2 GPS-RTK技术的实际应用 　　2.2.1为了加强国家对各种矿山矿权的规范管理,制止以往的乱挖乱采,以探代采,无证开采,矿权不明确等现象的发生,由国家国土资源部牵头,各地土地资源部门矿管处负责执行实施,以县级为单位,于2009年上旬开始了全国范围内,所有矿山矿权的核查工作。而矿山的核查工作,就是要重新准确放样出各矿山的边界点,实地勘定出矿山用地