GPS-RTK测量应用于矿山地质测绘的探讨论文

2023-07-26 10:44:45 来源: 作者:liuhong
摘要:随着社会的发展,科技的进步也越来越快。种类繁多的仪器和设备被广泛使用,大大提高了工作效率。特别是GPS-RTK技术的发展,极大地提高了现代勘探的准确度和效率。考虑到我国国土面积位列全球第三,地域广阔,地质构造多样,因此地质勘探和测绘工作具有重要意义。本文从GPS-RTK技术方面做了较为详尽的阐述,以期为相关工作提供相应参考。
摘要:随着社会的发展,科技的进步也越来越快。种类繁多的仪器和设备被广泛使用,大大提高了工作效率。特别是GPS-RTK技术的发展,极大地提高了现代勘探的准确度和效率。考虑到我国国土面积位列全球第三,地域广阔,地质构造多样,因此地质勘探和测绘工作具有重要意义。本文从GPS-RTK技术方面做了较为详尽的阐述,以期为相关工作提供相应参考。
关键词:GPS-RTK技术;地质测绘;应用
矿山工程勘察工作是矿山资源开发利用的重要依据,也是矿山安全生产和精准开采的重要依据。随着现代测绘技术的不断发展,可供选择的方法更多,从而提高了测绘工作的效率和质量,同时减少了成本。本文主要分析了GPS-RTK技术在矿山地质调查中的应用。
1 GPS-RTK技术的工作流程分析
1.1 RTK系统的组成
RTK系统包括三个主要模块:基准站、流动站和数据链。基准站(即参考台)一般设置在一个已知的位置上。GPS接收器由基座进行准确的定位,而接收器则利用无线电数据链接或GSM手机持续地收集并将其实时传输至流动站。流动站GPS接收机设在测量杆顶端,接收天线高度在点位以上,用户界面以电子说明书为主。它的内部软件可以处理、设置、观察、放样和保存参数,并储存坐标和其他设置。数据链包括天线、电缆、调制解调器、无线电、移动通信等的数据链路。成熟的数据传送技术能极大地改善数据的传输距离。在无线通信系统中,用户可以使用手机接驳网络,尤其适合在复杂的区域,如城市、山地等。
1.2 GPS-RTK技术的工作流程
GPS-RTK技术逐步在矿山和其他测绘行业中得到了广泛的应用。它的工作过程可以归纳为以下几个步骤:建立基准站时要充分考虑到测绘地区的地形地貌,保证信息接收畅通;建立流动站时要严格按照工作要求,在空间上与标绘点相一致,并打开工作模式;GPS的控制点的选取与埋设,应在易于识别、无争议的地区进行,埋设应严格按照技术规范,尽量将其埋在交通状况较好、易于维护的地区,以方便后续工作的收集与利用;GPS网络的布置和结果数据的分析,并对结果进行整理;对控制点进行高程测量,这是一项有效的控制手段,用以保证测量的准确性,因此要严格遵守相关的作业规程;采用RTK技术进行地图局部碎步测量,全站仪现场数据的收集;对室内的测量数据进行综合整理,制作相关的地图,改进测绘资料。
1.3 GPS-RTK技术特点
抗干扰性好,这种方法比传统的测绘方法要好很多,可以降低测量时受到的干扰,精度和误差都会降低。同时,这种系统具有很好的抗干扰性,即使在恶劣的环境下进行测量,也可以获得大量的数据,减少误差,增加测绘数据的可信度。这种技术应用的GPS是由卫星来完成的,在实际工作中,只需要应用到采集的数据即可,所产生的误差非常小。而且使用这种模型的工作人员,操作起来会更加方便,效率也更高。
GPS-RTK技术是根据地面接收设备来进行数据的检测和结算。与以往的方法相比,这项技术所实现的数据的检测和结算也同样得到了显著的提升。而且在某些地形比较复杂的情况下,运用相关的辅助仪器,可以使这一技术得到的图像更加准确和详细。同时,利用这种方法来绘制地图,可以极大地减少人力和时间。从效率上来看,这种方法比之前的技术要好得多。
较高的测量精度对于矿井地质测绘工作的分析非常重要。以前使用的传统仪器,基本采用手工作业的方式进行。然而,以往的设备在使用过程中,存在着一定的系统错误。在进行手工操作时,很容易因为操作方法不当而出错。如果出现了超过一定范围的偏差,整个测量系统都会受到很大的影响,甚至有可能出现返工。而采用GPS技术进行测量时,由于没有太多的人为因素可以介入,从而大大降低了误差的概率,提高了测量的精度。
技术成本费用低。与传统的各种方法相比,GPS技术基本可以实现各种条件下的全天候测量。采用相应的自动化测绘技术,可以有效地降低相关的测绘人员在使用该技术时的工作量,减少人力资源的投入,从而达到更好的控制成本。随着测绘技术的进步,有关仪器的性能也得到了优化。目前,已研制出各种复合功能的装置。在测绘工作中,对设备的费用进行了有效的控制。
随着各种技术的发展,GPS的相关技术也越来越成熟,越来越多的数据被用于分析和监测。仪器的性能得到了很大的改善,并且在实际的测绘工作中所使用的人员也逐渐减少。更重要的是,随着技术的进步,GPS-RTK技术的发展已经突破了对环境的限制,使得GPS技术能够更加广泛地应用于现代的地质测量。
2传统矿山地质测绘
在传统的测量中经常使用平板仪和手动标尺。通常采用大地图的比例尺方法对所要测量的对象进行对应的工作,然后将所需的比值与所需的比率相结合,从而获得大致的位置坐标。这一工作一般都是在室外进行,其不确定性因素很多,所能应用的方法也有限。而且不仅野外作业的工作量大,目前运行起来也很麻烦。传统的测量方法可以在简单的地形上起到很好的效果,但在复杂的环境下,这种方法的效果就会大打折扣,而且还会延长工作的时间。随着社会的进步,地质测量的范围越来越大,技术也越来越先进。目前,对地质测量精度的要求越来越高。但是,在实际测绘工作中,由于各种因素的影响,以往的测量方法很难适应目前的实际需求。为了有效地解决这一问题,许多智能化的自动技术被应用于矿山地质测量中,例如GPS、无人机技术等都可以在技术和效率上支撑起矿山地质测绘。
3 GPS-RTK测绘技术在矿山地质测绘中应用的必要性
随着GPS-RTK技术的不断发展,将其应用于地质测量中也同样简化了它,降低了实际的测量工作量。因此,这一技术在目前的测绘工作中可以起到积极的作用。应用此项技术可以减少对测绘人员的人力资源投入,在进行地质勘探等工作时,能对相关的测绘工作者提供一定的支持。特别是在遇到水下、高山之类的复杂地形时,这种技术更是发挥了巨大的作用。与以往的测绘相比,这种技术可以提高工作效率,降低成本。同时,还可以缩短现场测量的工作量,缩短获取地形图的时间。并且,数据共享的能力也变得更加强大,从某种意义上来说,这是一种二次开发、利用的方式。此外,该技术还可以在遇到地质灾害时,对发生的地区进行集中监控,它的覆盖面广,可以直观地反映出实际的地质灾害,从而可以更快地了解受灾地区的实际情况,进而作出最准确的决策。
4 GPS-RTK测绘技术在矿山地质测绘中的应用流程
4.1控制网络构建
在进行矿山控制网建设时,相关工作人员要根据实际情况和实际需求合理调整网络节点的密度,并与GPS技术相结合精确建立模型。通过使用该模型的真实参数,可以清楚地了解监控节点的实际密度。在这样的基础上,对所有监控设备进行全面的安装,就可以完成整个矿区监控系统的建设工作,建立矿井监控网络。在矿井工程测量中,可以采用GPS-RTK技术以满足企业监测要求,建立矿井控制网络。首先在网络中选取适当的节点,根据监测要求调整节点的分布密度,建立监测模型,确定采集数据的准确度,并配备相应的技术装备。一旦部署完毕,就可以建立起一张监测网络。利用GPS-RTK技术可以在较短时间内建立起一套完整的监控网络,具有操作简单、高效快速、有效的特点,为矿井的生产成本控制和管理提供可靠的数据支撑。
样品的放样。在矿井工程测量中,放样是基础的测量工作。常规方法不仅费时,而且效果不明显。然而,GPS-RTK技术可以很好地解决这个问题。采用GPS-RTK技术,可以采用点放样、线放样、曲线放样等各种方式。先确定测量点的基本情况,再依据技术配置和人员配备,制订出一套科学、可行的地图绘制方案。最后,把地图上的大致坐标录入到电子设备中,在地图上任意移动,从而提高地图的精度。
土方工程的验收和计量。矿山公司为了确保采矿的高效利用,一般会制定出一套每日的采矿计划。土方工程量的验收和计量,则是一种用于判定采矿作业是否合格的测绘工作,也是GPS-RTK技术在矿区内的主要应用。在开始使用GPS-RTK技术之前,必须先画好工作面的平面图,然后才是工作控制点的布置。一般情况下,一个控制点的测量只需要4s,就可以得到一个毫米的精度,并根据采矿计划,进行每天的工作总结。同时,将数字技术运用到GPS-RTK技术中,可以实现数据采集和处理的一体化,结合综合绘图软件,实现CASS制图的数字化,进而实现数据处理和绘图的自动化。
矿山地表变形的测定。矿区地表变形监测是保证采矿安全的一项重要指标。在采矿过程中,会使矿山原有的地质构造发生严重的变化,进而诱发边坡坍塌的灾害。传统的测量技术不能对地表形变进行动态监控。因此,GPS-RTK技术具有精确的动态位置,可以实时监控矿区地表形变。在实际工作中,应结合矿山实际,制订形变监控计划,安装相关设备和技术装备,使GPS-RTK技术发挥出最大的应用效益,并对其进行分析和预测,并采取相应的风险控制措施,保证矿山环境的稳定,保障工作人员的人身安全。
4.2地表变形监测
通常来说,进行矿区采矿活动会对该地区的地质结构和地表环境产生影响。这种影响可以通过矿山山体崩塌这种直观反馈来体现,而这也对生产和施工构成了很大的风险。该方法能够全面掌握矿山地面变形的真实情况和数据,结合监测数据进行计算,从而为矿山地面变形的防治工作提供科学依据。
4.3矿山工程测量
矿山的地质条件通常非常复杂,再加上通视环境也不是很好。过去使用的测绘技术由于自身适应性不强,在实际应用中对测量精度要求不太高,因此降低了工作效率。而正确应用GPS技术不仅可以弥补以往测绘工作的缺陷,而且还可以为整个矿区的测绘打下基础,在沉陷区的积水测量等方面起到很大的作用。
5 GPS-RTK测绘技术在矿山地质测绘中的具体应用
GPS-RTK是一种广泛应用于地质测量中的技术,可用于完成地质勘探等工作。这种方法在进行地质测量时效果显著,由于其高效率、高准确率等优点,在很多方面都已经取代了全站仪。采用这种方法,不但保证了资料的准确性,而且还可以解决实际问题,提高了测量的效率。
5.1数据的采集、处理、显示
在进行矿山地质地图测绘时,与以往所采用的技术相比,GPS-RTK技术的优势是显而易见的。在收集资料时,它会利用地面接收站来收集足够的资料,并将所有的资料保存起来。同时,还可以传输到电子设备上进行数据存储。以往的测量工作都由相关的工作人员来完成,不但进展缓慢,而且还容易出现一些差错。GPS-RTK以其高效率和高精度的优势,在地理位置和数据处理方面得到了广泛应用。同时,对于获得的相关资料,也要保持严谨的态度。GPS-RTK技术在测绘工作中的应用会对整个测绘工作的效果产生很大的影响。所以必须保证这种方法所获得的数据和质量是可靠的。只有保证数据的准确性和可靠性,才能保证工作的顺利进行,为下一步的工作提供数据支持。这种技术在数据处理方面的应用非常有效,它直接关系到测绘工作,也关系到数据的准确性。在一些中等规模的矿山和大型矿山中,往往都会将这些符号和地图融合在一起,从而更加直观、清晰地显示出它们的特征。而且,结合符号分析可以从颜色上判断这座山的地形地貌特性。如果想要完整展现矿脉,可以将地图显示出来。通过这种方法,可以满足地理研究中各个层面的数据需求,利用GPS-RTK这一技术可以促进它向智能化方向发展,提高测绘质量。
5.2数字化测图
目前,数字制图技术的应用有两种方式:内业和外业结合以及电子制版。采用前者可以有效地收集外部资料,在实践中使用相关的仪器设备是必要的。在数字化制图的过程中,每个操作员的工作职责都是明确的,可以更好地完成对工作人员的管理。如果绘制的是一副地图,且使用以前的平面地图,则重复的次数就会越来越多,效率也会越来越低。然而,如果利用GPS技术,利用地图的数字化,只需要进行大比例尺的地形测量,就可以达到目的。在测量完毕后,可结合实际的比例进行合理的调整,而且,还可以同时完成各种尺度的地形图以满足不同的测量需求。为了避免在绘制过程中出现错误,在数据收集的过程中必须保证准确度。在实际工作中,必须严格按照相关的要求进行监控。相关的工作人员必须按照图纸的要求对矿山的特征全面且完整地描述,并通过手工绘制出各种测量点的数据。测量点的工作完成后必须进行数据存储和备份,以便实现数字模型的建立并为下一步的高品质测绘打下坚实的基础。
5.3实时定位技术的应用
在实时定位技术的应用方面,一般而言,在进行地质测量时必须建立一个坐标模型。通过这种方法,可以更好地掌握和了解整个矿区,并使其与测绘数据相互联系。为了更加精确地测量这片区域,就必须要有更加精确的地图。在实际应用中,需要先完成GPS的基础网络,然后通过静态GPS技术获取相应的数据,从而获取相应的坐标,同时在测量范围内进行地形图的测量。利用这种方法,可以根据实际的控制网络参数进行采集,从而实现地图的绘制。采用该技术可以确保地图的详情和准确性,同时也可以缩短相关工作人员的工作时间,从而达到提高工作效率的目的。因此,合理应用该技术可以使矿山的地质测量工作更加方便、高效。
6注意事项
6.1合理选择基站
GPS-RTK测量精度的分析与参考点的选取有直接关系。因此,有关工作人员必须进行全面调查,了解附近情况,并根据自己的实际情况选择最适宜的测量参考点。只有在这方面做得好,才能提高工作效率和测量精度。在实际工作中,工作人员需要尽量避开外界环境的影响,在地势较高、没有太多遮挡物的地方选择参考点。此外,在定位后,还必须根据现场情况在参考点的选取过程中排除电网设备和信号反射源等因素,以防止信号受到干扰,减少数据在实际传送过程中的损失。同时,在选取参考点时,还需要保证坐标系的科学性和准确性,并尽量把它设在被测矿山的中部。另外,可以利用无线电天线等防止卫星空洞区域的发生,以保证监测结果的准确性。
6.2科学选择时间
GPS-RTK技术在矿山地质测量中非常适用。然而,根据相关统计资料,其测量精度与所需的测量时间存在一定的相关性。因此,有关工作人员必须进行有效的计算,确定最合适的监控时段,以保证接收器的数据始终在指定范围内,进而有效地减少数据的误差,保证了矿区的数据质量,并提高了测量的精度。
7结语
综上所述,相对于传统的测量方法,GPS-RTK技术能够更有效地显示地面信息,使数据自动化、智能化。同时,该技术使得矿区的三维模型化成为可能,为后期建设、矿山开采等工作提供了数据支持,使矿山地质勘测更加科学化、合理化。然而,在使用GPS-RTK技术进行矿山地质勘测时,应该合理选择基站,并科学选择时间,以保证测量精度和数据质量。
