GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

第一篇：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

[摘 要]本文简要介绍了GPS―RTK技术基本原理及构成，阐述了GPS―RTK技术在矿山测量中的应用，分析了GPS―RTK技术具体应用中的优势和优点，并就RTK技?g在实际应用中遇到的问题提出有益的见解。

[关键词]GPS；矿山测量；研究

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0116-01

在平原矿区的测量工作中，由于地面情况简单，使用常规测量仪器对矿区范围内的各种构筑物、地界、三下采煤观测、放样施上等进行施测是比较容易的。但随着社会经济的发展，国家建设对煤炭资源的消耗量日益增加，导致煤炭资源被大量开采，现已接近贫乏，这使得矿区建设不得不向深部发展，山区地形地貌复杂以及矿区范围内的各种沉陷造成地面测量控制点破坏、控制点不通视等实际情况，传统的测量技术使得测量效率和精度都得不到保障，因此，有必要寻求一种快速高效的测量手段以适应山区矿山建设的发展。GPS―RTK系统原理及构成1.1 基本原理

RTK测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTDGPS）测量技术。实时动态测量的基本原理是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电传输设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标，其精度可达到厘米级。这样通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测结果的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功，以减少冗余观测，缩短观测时间。

1.2 RTK测量系统的构成

RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。

1.2.1 GPS接收设备

由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确地解算整周未知数，所以在基准站和用户站上都设置双频GPS接收机。当基准站为多个用户服务时，则接收机的采样率应与用户接收机的最高采样率相一致。

1.2.2 数据传输设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射电台与用户设备的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量以及数据的传输速度。GPS技术在矿山测量中的作业流程

2.1 内业准备

在实施GPS外业测量前，应事先对测区进行踏勘，根据矿山测量的特点完成内业的准备工作，主要包括以下几个方面的内容：

（1）根据工程项目，设定工程名称；

（2）参数设置：基准站的数据采样率一般为4～5S，流动站的数据采样率一般为1～2S，高度截止角通常设定为10度。

（3）若已知坐标转换参数，则输入手簿。

（4）实施工程放样前，内业输入每个放样点的设计坐标、线路方位角，以便野外实时、准确放样。

2.2 基准站的安置

为保证观测的精度和提高工作效率，基准站的安置应满足下列条件。

（1）基准站可设立在精确坐标的已知点上，也可设立在条件较好的未知点上；

（2）基准站安置应选择在地势较高、通视无遮挡、电台有良好覆盖区域的地方，首选是测区中央地区。

（3）为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200米范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源。

（4）基准站电台的天线应架设在GPS接收机主机的北方。因为南北极附近是卫星的空洞区。

2.3 GPS―RTK施测及放样

在测区首级控制的基础上，利用点校正方法，求解坐标系统转换参数；选择对天通视较好，四周无各种强电磁干扰源的地方设置基准站。当测区可见GPS卫星数在5颗以上、PDOP值小于6时，一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每台移动站只需一人即可进行测量作业，每次开始作业应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，应用GPS电子手簿即可进行地形地物点、勘探坑道的采集或勘探线剖面、勘探工程点的放样作业，每点采集记录时间约1～10秒。实时动态RTK数据处理相对简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。如在勘探线上加放点和测点，依据GPS电子手簿显示的定线导航数据同样能使你快速上线。利用GPS-RTK放样，无需对讲机传递导航数据和方向，GPS电子手簿导航画面让你轻松快速上点、上线，极大提高了工作效率，减轻了测量人员的工作强度。RTK技术的优点

（1）具有实时性，这是一般的测量设备所不具备的，而且放样精度能达到厘米级别。

（2）RTK测量作业效率高。根据有关资料对比分析，GPS―RTK测量作业效率是传统导线测量的2～4倍。GPS―RTK的人力和没备的投入都比较少，常规测量手段需要的人力和设备的投入是GPS―RTK测绘手段的3倍左右。

（3）GPS―RTK测量成果在野外观测时是实时提供的，冈此能在现场进行校核数据，这是传统测量所不能及的。

（4）GPS―RTK测量的关键技术之一是快速解算载波的整周未知数，达到了快速，高精度，而且即使遇到障碍物失锁也可在重新捕获卫星并在数分钟后继续测量的技术前沿。RTK技术存在的问题与对策

4.1 GPS―RTK测量技术的不足

虽然RTK技术在矿山测量中有较广阔的应用前景，但是由于矿区环境较复杂，所以存在一些不利于RTK作业的因素，如山谷、森林大面积水域、高压线等。通过实际的应用，笔者发现RTK技术在矿山测量中的一些问题：

（1）由于各观测值都是独立观测的，因此，在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁后都要联测已知点进行比对才能检查仪器是否处于正常状态，观测的数据是否可靠。

（2）在山谷深处、密集高楼林立区等，RTK技术的使用将受到限制。

（3）我国在有些地区的高程异常图，特别是山区，存在较大误差，个别地区甚至还是空白，这就使得将GPS大地高程转换为正常高程的工作变得相对困难，精度也不均匀。

（4）由于卫星高度截止角大小不当，在测量过程中，有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长，甚至无法获取固定双差解。

（5）外业作业时，需要多块大容量电池、电瓶电力供应才能保证连续作、世以保证效率。

4.2 GPS―RTK测量中的注意事项

（1）为了保证精度，作业过程中移动站和基站间的距离尽量不要超过10km，因为GPS―RTK在测量过程中将有误差来源，如多路径效应、点位对中误差等。

（2）由于外业测量得最终目的是内业成图.如果测量点较多的话，为了成图的精确性，在外业测量时还需要进行草图绘制。

（3）为了获得较高的高程定位精度，应尽量与测区均匀分布的控制点联测，以求得较精确的高程转换参数。结论

从前面的叙述可知，与传统的观测方法比较，RTK技术具有集成化、自动化高的特点，适应矿区动态测量和经常化的要求，因此，GPS―RTK在矿山T程测量上具有很大的发展前景。

（1）GPS―RTK作业精度高且不受环境和距离的限制，在地形条件困难地区、局部重点工程地区等施测也很方便。

（2）GPS―RTK能实时地得出所在位置的空间i维坐标，这将彻底改变矿山测量的模式。

（3）只要我们科?W设计、精心施测，GPS―RTK完全可以满足矿区控制网的布设和矿区变形监测的要求。

参考文献

[1] Dini03电子水准仪说明书[M].北京：北京麦格天?|科技发展有限公司.2012

[2] 张国良等.矿山测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社.2008

[3] 张华海，李景芝.GPS定位技术在矿区地面形变测量中的应用【J1.测绘通报，2000，4.[4] 栾元重，韩李涛.矿区GPS变形监测与变形分析【J】.测绘工程，2006，11.

第二篇：GPS—RTK技术在矿山测量中的应用及优缺点

GPS—RTK技术在矿山测量中的应用及优缺点

摘要：文章简要介绍了GPS—RTK技术基本原理及构成，阐述了GPS—RTK技术在矿山测量中的应用，分析了GPS—RTK技术具体应用中的优势和缺点，并就RTK技术在实际应用中遇到的问题提出相关的见解。

关键词：卫星；GPSRTK；动态定位；矿山测量

实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术lGPS—RTK系统原理及构成发展的一个新突破，在矿山中的应用极为广泛，主要11基本原理用于矿区地形测量、爆破工程测量，采剥矿岩量验实时动态(RTK)定位系统由基准站、流动站和收、排土场和尾矿坝测量、钻孔、剖面点、探槽、取样数据链组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的钻孔、技术境界的标定和地质点的坐标放样与求测、保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为地质填图等。20008年在白云铁矿东采场1544基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连8m清扫平台和主采场166i续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，1482n清扫平台，全长60000余米勘探线的施工放样工作；东采场钻孔孔位通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，流的测量和靠界验收测量；以及2009年的排土场验收动站上的计算机(手簿)根据相对定位的原理实时工作中都采用了RTK技术，测量1～2s，精度就可计算显示出流动站的3维坐标和测量精度。这样用以达到..1～3cm，且整个测量过程不需要通视，效率户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解高，有着常规测量仪器不可比拟的优点。..算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。1．2RTK测量系统的构成

RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。

1．2．1GPS接收设备

在基准站和用户站上，分别设置双频GPS接收机。由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确的解算整周未知数。当基准站为多用户服务时，其接收机的采样率应与用户接收机采用率最高的相一致。1．2．2数据传输设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射台与用户站的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量、数据的传输速度。1．2．3软件系统

支持实时动态测量的软件系统的质量和功能，对于保障实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性和精确性，具有决定性意义。这种软件系统突出的功能是能够快速解算整周未知数，选择快速静态、准动态、和实时动态等作业模式，实时完成对解算结 果的质量分析和评价。2 GPS技术在矿山测量中的作业流程 2．1内业准备工作

内业准备在实施GPS外业测量前，应事先对测区进行踏勘，根据矿山测量的特点完成内业的准备工作，主要包括以下几个方面的内容：

(1)根据工程项目，设定工程名称。

(2)参数设置。基准站的数据采样率一般为4～5s，流动站的数据采样率一般为1～2S，高度截止角通常设定为lO。(3)若已知坐标转换参数，则输人手簿。

(4)实施工程放样。实施工程放样前，内业输入每个放样点的设计坐标、线路方位角，以便野外实时准确放样。2．2求定测区转换参数

矿山测量是在WGS一84坐标系或独立坐标系上进行的，这就存在WGS一84坐标与独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。(1)对于较大型的测区事先测定转换参数，在RTK作业时，直接输入参数和基准站坐标。利用高等级控制点同一点的2种坐标求出的转换参数。

(2)也可在RTK作业时临时求得转换参数。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS一84坐标，然后流动站联测3个以上的高等级的控制点，求解坐标转换参数。2．3基准站的安置(1)基准站可设立在精确坐标的已知点上，也可设立在条件较好的未知点上。

(2)基准站安置应选择在地势较高、通视无遮挡、电台有良好覆盖区域的地方，首选是测区中央地区。

(3)为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200m范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源。

2．4 GPS～RTK施测及放样

在测区首级控制的基础上，利用点校正方法，求解坐标系统转换参数，选择对天通视较好，四周无各种强电磁干扰源的地方设置基准站。当测区可见GPS卫星数在5颗以上，一般只需5～15s就可完成初始化而得到固定解J。每台移动站只需一人即可进行测量作业，每次开始作业应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，应用GPS电子手簿即可进行地形地物点、勘探线剖面、勘探工程点的放样作业，每点采集记录时间约1～10s。实时动态..RTK数据处理相对简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。可进行图形编辑，也可经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。在勘探工程点放样上，RTK同样能实时地提供导航数据，不仅可以使你快速找到点位，而且能提供定位精度。如在勘探线上加放点和测点，依据GPS电子手簿显示的定线导航数据同样能够快速上线。利用GPS---RTK放样，无需对讲机传递导航数据和方向，GPS电子手簿导航画面可以快速上点、上线，极大提高了工作效率，减轻了测量人员的工作强度。因此，RTK测量既可以实时提供点位坐标和高程，又可实时知道测量点位精度，能够较大地提高工作效率。同时从测量结果来看，RTK测量点位精度可达厘米级，完全能够满足矿山测量的需要。3 RTK技术的测量速度

RTK技术的测量速度主要由初始化所需时间决定，初始化所需时间又由RTK技术差别、接收卫星的数量和质量、RTK数据链传输质量等因素决定，快速解算技术越先进，在一定的高度角下接收到的卫星数量越多、质量越好，RTK数据链传输质量越高，初始化所需时间就越短。在良好的环境条件下，RTK初始化所需时间一般为几秒；不良环境条件下(尚满足RTK基本工作条件)，技术先进的接收机也需要几分钟到十几分钟，而技术较差的接收机则很难完成初始化工作。我们目前使用的拓普康公司生产的HIPER双频RTK在良好的环境下，初始化所需时间为5S到.10min这取决于基线的长度和多路径效应的强烈程度。在不良环境下，仍能较顺利地进行RTK测量，主要是这种机型拥有先进的共同跟踪专利技术和多路经抑制专利技术，即使测区内有一部份地方环境恶劣，其观测值点位中误差仍在±2．5cm以内。4 RTK技术的优点

(1)传统测量外业容易受到地形、气候、季节等诸多因素的影响，使测量精度、作业速度都受到很大限制，在能见度低，通视条件差的情况下，有些测量作业根本无法进行，而GPS—RTK技术解决了这个问题。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完5km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数。

(2)定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累，测站间无需通视。在没有已知基准点或基准点被破坏而造成的控制点不足的地区和由于地形复杂、地物障碍而造成的通视困难地区都能快速的、高精度定位。

(3)综合测绘能力强，作业集成度高，易实现自动化。可胜任各种测量内、外业工作。基准站能够为不同用户提供多项信息输出，流动站利用内置软件控制系统，在作业时无需人工干预便可进行整周未知数的动态初始化解算，使辅助测量工作尽可能减少，作业精度也自动控制和记录，从而使自动化作业指挥系统的建立成为可能。

(4)操作简便，对作业条件要求不高，数据传输、处理、存储能力强，与计算机、全站仪等测量仪器通信方便。

(5)作业人员少，定位速度快，综合效益高。GPS接收机仅需一个人操作，在待测点等待1～2S即可获得该点的坐标，外业效率高，内业便于计算机处理，节省了时间和人力。5 RTK技术的缺点

虽然RTK技术在矿山测量中有较广阔的应用前景，但经过工程实践证明，GPS—RTK技术存在以下方面不足。(1)各观测值都是独立观测的，仪器是否处于正常状态，观测的数据是否可靠?在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁都要联测已知点进行比对，以确定基准站和流动站参数是否设置正确，数据链通讯是否正常。

(2)受高程异常值问题的影响，RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得比较困难，精度也不均匀，影响 RTK的高程测量精度。(3)在测量过程中，有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长，有时甚至无法获取固定双差解，这时可适当提高高度截止角。

(4)不能达到1000％的可靠度，在稳定性方面不及全站仪，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。6结束语

在科学技术飞速发展的今天，GPS—RTK技术给测绘工作带来了革命性的变化，它改变了传统的测量模式，它能够实时完成厘米级定位精度，在不通视的情况下远距离测量坐标，它具有测量人员少、速度快、不需要同时观测、精度高等特点，能够极大地提高工作效率。但是它的作业方式是依赖于有足够的卫星数、稳健的数据链等外界条件，在矿山测量中显得很突出，有时会出现无法正常作业的情况，这就需要不断完善GPS —RTK技术，寻求先进的作业方式，使RTK技术不断成熟，才能够更好的服务于矿山测量。参考文献

余小龙，胡学奎．测绘通报GPS—RTK技术的优缺点及发展前景[M]．北京：中国地图出版社(测绘出版社)，2007 [2]高成发． GPS测量[M]．北京：人民交通出版社．． 1994

第三篇：浅议GPS RTK技术在工程测量中的优点

浅议GPS RTK技术在工程测量中的优点的论文由代写论文网提供搜集整理，笔者根据工作经验讲诉了GPS RTK技术在工程测量中应用的优点进行了探讨，具有一定的参考价值。

GPS就是全球定位系统,它是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代紧密卫星导航定位系统。GPS代写计算机硕士论文卫星定位测量是研究利用GPS系统解决大地测量问题的一项空间技术。随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。通过RTK技术能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

1、GPS RTK技术在工程测量中的应用

RTK（Real-time kinematic）实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的代写计算机毕业论文静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

（1）控制测量

为满足城市建成区和规划区测绘的需要，代写论文 城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度计算机专业毕业论文，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但数据采集时间长，还需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。

（2）线路中线定线

RTK测量技术用于市政道计算机毕业论文范文路中线或电力线中线放样，放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定的为止。

2、GPS RTK技术在工程测量中处理数据方法

实时动态测量RTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。在RTK作业模式下，基准站通过数据锭—调制解调器，将其观测值及站点的坐标信息用电磁信号一起发送给流动站。流动站不仅接收来自基准站的数据．同时本身也要采集GPS卫星信号，并取得观测数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，瞬时地给出精度为厘米级(相对于参考站)的流动站点位坐标。

在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测位(仍距和载波相位观测值)和测站坐标信息(如基准站坐标和天线高度)—但传送给流动站，流动站在完成初始化后，二方面通过数据链接接收来自基被站的数据，另外，自身也采集rTP3观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，再经过坐标转换、高程拟合和投影改正，即可给出实用的厘米级定位结果。

第四篇：RTK技术与全站仪在矿山测量中的联合作业

RTK技术与全站仪在矿山测量中的联合作业

摘要：本文主要就RTK技术与全站仪在矿山测量中的联合作业进行了分析研究。

关键词：RTK技术；全站仪；矿山测量；联合作业

一、RTK技术与全站仪的概述

1、RTK技术

RTK（Real Time Kinematic）是实时动态定位的简称，这种技术的基本原理是以载波相位观测值为基础的实时差分方法，从而得到厘米级精度的测点三维坐标，是GPS单点测量技术与短距离数据传输技术的有机结合，具有测量时间短、精度高的优点。现如今GPSRTK技术已经成功的在大地控制测量、工程测量、数字地形测量中得到了广泛应用。同时，在GPSRTK测量模式中，用户接收机可以根据观测基站发出的改正信息以及观测成果的质量和待定坐标的求解情况实时的进行动态坐标计算，减少冗余的观测数据，实现准实时定位，提高工作效率和准确程度，因而得到了广泛的应用。GPSRTK技术的基本实现过程是在观测的基准站安装一台GPS接收机，在一个观测时段内对可以接收到的所有卫星进行连续的观测，同时将所观测到的数据通过无线电数据传输设备发送给不断移动的流动站，对于初始过程，流动站的坐标是准确的知道的，这样用户接收机可以根据基准站和已知坐标的流动站计算出差分信息，也就是相对定位中的三维坐标差，然后在后续的测量中，流动站根据初始过程得到的差分信息和接收的GPS信号计算流动站的准确坐标，这个坐标是WGS-84坐标系下的，进过坐标转换即可得到制定坐标系下的待定点三维坐标。

2、全站仪

以现使用的宾得某系列全站仪为例，测量原理具体如下：将全站仪架设在控制点上对中整平，选定测量B模式后，输入控制点的三维坐标、仪器高、目标高，设置好工作模式后照准另一控制点定向，完成设站后照准目标点上的反射棱镜，按ENTER进行测量，仪器就会自动计算并显示出目标点的三维坐标值。

二、GPS_RTK和全站仪联合的优越性

为了满足在山区地形测量的需求，以及在短时间内完成作业任务，将全站仪与RTK结合使用。如果用全站仪进行测图，就必须建立控制网，主要采用解析法和极坐标法测图，但由于其具有成图周期长、精度低、劳动强度大等特点，必须投入大量的时间、人力、财力。如果用RTK单独测图，不要求两点间满足光学通视，只要求满足“电磁波通视”和对天基本通视，可以省去大量时间、人力、财力，但是在地形条件复杂的情况下，RTK会受信号限制。若遇到信号差的地形环境就很难接受到卫星信号，有时甚至会因为干扰信号过强而导致无RTK解算，从而无法进行测量。如果将RTK和全站仪配合使用，上述的弊端就可以克服。在测区范围内利用RTK布设控制点，在RTK不容易到达或者局限性较大的地方可在附近布设控制点，再利用全站仪进行测量，这样可以快速完成各种测量任务，且精度也可以保证。利用GPSRTK技术进行矿上测量的工作流程如下：（1）首先要收集测区的已有的控制点的资料。这些资料主要有：测区已知的控制点坐标、高程数据、相应的等级的测量规范、测区的坐标系信息、测区的地形图和控制点的位置参考图、中央子午线、已有的坐标系使用情况等。另外，如果没有已知的控制点数据，必须建立GPS控制网。同时控制点的空间分布应该比较均匀，数量不低于4-5个。（2）测区的坐标转换参数的求解过程。由于利用GPS所获得的坐标是WGS-84坐标系下的三维坐标，而一般矿上测量所需的坐标是地方坐标下的坐标，所以要进行坐标的相互转换。可利用已知控制点的地方坐标和测得的WGS-84坐标在后处理软件中进行坐标参数的计算，直接得到指定坐标系下的三维坐标。（3）基准站和流动站的参数设置。在GPSRTK测量模式下，其坐标精度与流动站和基准站的距离有关，也与流动站接收信号的强度有关。所以对于基准站的位置选择最好在位置相对比较高的地方，并且尽量在测区的中心位置，同时，比较开阔，不影响卫星信号的接收，如果测区比较大，可利用外置电台增加基准站信号的发射频率。

三、RTK技术与全站仪在矿山测量中的联合作业

1、露天矿采剥量验收测量

露天矿月采剥总量200多万吨，每月要对两采场进行四次验收测量，露天矿属于台阶式剥离，由于工作时间紧、作业平台多、电铲作业点多，单纯使用全站仪来测量验收，工作效率低，如果单独用RTK作业，虽然碎部点数据采集效率高，但是矿坑边帮落差最大超过350m，受仪器设备条件的限制，一些地方存在信号弱或者无信号现象，数据出现差分解与浮点解甚至无效解，无法满足数据精度要求，因此，在验收时采用RTK与全站仪联合测量作业，发挥两者设备的优点，做到设备的优缺互补，保证数据精度的同时，提高了工作效率，节省了大量的人力、物力。应用实例证明采用RTK与全站仪联合作业以前，南北采场月剥离量2×106t左右需要验收测量时间3～4d，而现在月剥离量3×109t只需要1～2d。

2、矿区地形图测绘

矿山建设与生产中随时都要对矿山所涉及的道路、山头等进行改造，就需要对矿区这些部位进行详细地形图测绘。RTK与全站仪联合作业应用实例为2010年公司所属任家滩水库灾情地形图测绘，工作组测量人员为11人，其中，1人指挥，4人操作两台RTK流动站，2人观测全站仪，4人立目标棱镜。通过实际踏勘选点，首先使用GPS-RTK静态模式，在4km长的受灾外山头选取四个控制点，与起算点采取网连接方式进行联测，完成受灾测区控制网，在测区内根据地形环境进行作业范围划分，对于通视条件差，卫星信号好的范围内RTK进行碎部点采集，对于卫星信号差或者无信号测区范围，在测区范围选取临时控制点，由RTK采集坐标作为全站仪工作起算数据，再由全站仪进行卫星信号盲区区域进行碎部点采集测绘。通过两种仪器的联合应用，仅用两天多就完成了长4km，6×105m2的灾区控制网与地形测绘工作。

四、GPS_RTK和全站仪配合使用的注意事项

基准站尽可能架高，以提高数据链的传输速度和距离，应避开强磁场；测量山区地形时，若遇到坎，难以行走不好测，可以把RTK举高到坎边，将天线高改为零，再次测量时一定要改回天线高；在树下用RTK时，通常会遇到非固定解，可以采取等待，或者对应数据链小于要求时采取浮点解，但是要记下点号作内业时记得处理；全站仪整平对中，对中偏差不得超过1mm；全站仪采用RTK采集的坐标点作为测站点时一定要对检核点进行检核，符合限差要求方可采用；全站仪如有碰动需要重新对中整平。

结束语

总而言之，RTK技术和全站仪测量技术在矿山测量中的配合应用，两种技术可以相互补充，能够有效促进矿山测量质量，因此，在具体的矿山测量过程中，应该加强RTK技术和全站仪测量技术的联合使用，促进矿山工程的发展和进步。

参考文献：

[1]张彦春.全站仪测量技术在矿山测量中的应用技术研究[J].甘肃科技，2012，13：27-28.[2]李鹏，李燕.GPS-RTK技术在矿山测量中的应用分析[J].内蒙古煤炭经济，2012，09：81+83.[3]王永乐.RTK和全站仪技术在管线工程测量中的联合应用――以西气东输二线温米段为例[J].测绘科学，2008，S1：273-274+126.

第五篇：绘图技术在矿山测量中的应用

四川师范大学成人教育学院

题 目办 学 站 专 业 年 级 指导教师 学生姓名 学 号

专科毕业论文

绘图技术在矿山测量中的应用 攀 煤 教 学 点 矿 山 机 电 2010 级

代 晓 川 _

2012年 5月 10日

摘要：伴随着现代科学技术的不断进步与经济社会发展日益完善，人民日益增长的物质文化与精神文化需求同时对新时期的矿采行业提出了更为系统与全面的要求。矿采行业作为整个国民经济建设发展中的基础性行业，在社会主义市场经济体制健全完善的过程中同样面临着前所未有的发展机遇与挑战。矿山测量作为整个矿产资源开采作业的最基础环节，其质量好坏将直接关系着整个矿采作业的安全性与工作效率，需要引起相关工作人员的特别关注。本文依据这一实际情况，以新时期矿山测量为研究对象，对其应用现状与新型绘图技术的探索与实践进行了较为详细的分析与阐述，并据此论证了做好绘图技术与矿山测量工作的融合在不断提升矿山开采工作质量及工作效率，并兼顾矿采安全生产的过程中所起到的至关重要的作用与意义。

从理论上来说，矿山测量是指一项在矿山建设与矿采过程中，围绕着矿山的规划设计、勘探建设、生产运营管理以及矿山报废处理等工作而进行的一项测绘工作。在全球经济一体化进程不断加剧与城市化建设规模持续扩大的推动作用下，矿采建设行业全新的发展阶段使得矿山测量工作也需要从各个方面做出相应调整与改进。我们需要清醒的认识到一点：现代高端科学技术蓬勃发展下电子技术的兴起是我们在进行矿山测量中不可忽视的一股中坚力量。矿山建设与生产质量标准的提升要求矿山测绘加大与高端电子应用技术的融合。而绘图技术正是这种融合过程中所产生的一种典型代表。它将矿采企业传统意义上的井下测量技术与高端电子技术充分融合，能够在各种规模、类型与地质环境的矿山中发挥相应的测绘作用。在绘图技术支持下，矿山测量不仅能够得到精确性与科学性的保障，最大限度的避免矿山开采作业中的各类型安全问题，同时它也使得矿山测量的数据结果获取更加及时，能够持续为矿山开采作业提供个方位实时监测数据。笔者现结合实践工作经验，就绘图技术与矿山测量的应用问题谈谈自己的看法与体会。

一、CAD绘图技术在矿山测量中的应用分析

何谓CAD呢？CAD是指利用计算机及其图形设备辅助设计人员进行相关的设计规划工作。而CAD中的绘图技术就是指以计算机为载体与平台，通过一系列的算法与程序将图形构造并呈现在终端显示设备当中的一种技术，其最大的特点在于能够持续处理大批量、大规模的综合性数据信息，因此这种绘图技术的适应能力也特别强。就矿山测量特别是贯通测量工作而言，在CAD绘图技术支持下，相关工作人员能够由原始的生产测量数据或是地质探测数据生成相应的采矿生产计划图。特别值得注意的是：就矿采企业而言，矿山开采项目作业中诸如地质构造、人员配备、施工技术等客观条件均会在采矿作业不断推进的过程中发生一定的变化，要想使CAD绘图技术下所得出的采矿生产计划图及时有效，就势必需要建立起相应的数据库管理系统专门负责对这些动态原始数据的检测与管理工作，注重数据信息的定期更新与设计系统响应时效。笔者认为，具体到贯通测量当中，以三心拱断面图的绘制为例，这种形式巷道断面层的绘图需要首先建立起有关矿车、电缆钩以及风筒的数据模型，在数据库信息系统接收并响应CAD绘图任务的时候能够直接根据参数指标调用该数据模型，并及时生成相应的计算机图形。笔者现对这一技术系统中较为典型的AUTO CAD绘图技术在矿山测量中的应用问题做出详细分析与说明。

（一）AUTO CAD绘图软件在矿山测量中的应用优势分析。依托现代电子技术的新型绘图技术已成为矿山测量，尤其是贯通测量工作的必然选择与发展趋势。各种尖端绘图技术能够兼顾矿山测量质量与时效的要求，值得我们加大对其的研究与应用力度。特别是AUTO CAD，在当前矿山测量中又具备了怎样的应用优势呢？具体而言，可以归纳为以下几个方面。1.首先，全站仪在矿山测量中的广泛应用使得传统意义上的经纬仪偏角测量技术不再使用，坐标放样法成为了矿山测量的关键。我们必须明确一点，在坐标放样技术支持下，矿山测量的关键点出现在了内业方向，这也就意味着测量预测点坐标位置的确定工作变得更加复杂，在考虑传统地形、地质构造的同时它还需要注重曲线要素与构造物特点对于坐标点的特殊要求。而AUTO CAD绘图软件与坐标放样法的融合则很好的解决了这一问题，它将世界坐标系统设定为默认坐标，进而使得预测点坐标位置的确定变得简单有效。2.其次，全站仪在矿山测量中的应用形成了一种新的放线方式，及极坐标放线方式，然而这种放线方式在坐标计算上一直存在很大的缺陷。AUTO CAD绘图软件与其坐标计算功能的融合，可以使坐标计算在CAD预设坐标系与绘图取点等功能的应用中，根据矿采过程中所规划的点、线、面以及圆弧等诸多元素绘制出精确的矿采图形，并利用AUTO CAD绘图软件所特有的取点功能去除倒球点上的夹角、坐标的等等，进而正确放线。

3.再次，在整个AUTO CAD绘图系统当中最值得一提的当属AUTO CAD2010。这一绘图软件所特有的二次开发与指令接收功能，能够使相关工作人员依据矿山测量工作的需要，指定AUTO CAD2000自动进行人工模拟作业，在及时提供精确矿山测量数据的同时，节约大量的人力、物力开支。

4.在当前技术条件支持下的矿山测量工作当中，相关工作人员在AUTO CAD绘图软件的支持下不仅能够完成一系列有关测量信息输入、输出、记录以及模拟的工作任务，还能够按照一定的顺序建立起一个较为完整的基础信息库系统。这一系统最大的特点在于它将各种矿山测量数据，如图件信息数据库、生产进度控制数据库以及边坡监测信息数据库等子数据库系统聚为一体，便于查阅与汇总。

（二）AUTO CAD绘图功能与新技术的结合在矿山测量中的应用分析。针对上文有关AUTO CAD绘图技术在矿山测量工作中的优势分析，我们需要充分肯定AUTO CAD绘图在矿山测量中的关键地位。但伴随着矿采产业结构不断的优化与升级，在加上各种高端技术的研发与应用，如何有效融合AUTO CAD绘图技术与新型高端科学技术已成为相关工作人员的又一大关键任务，空间信息技术以其特有的数据检测性能，成为了这一融合任务中的首要工作。一般来说，我们可以将空间信息技术定义为一种由遥感技术、全球定位系统技术以及地理信息系统技术这三大技术所组成的综合性技术。空间信息技术不仅能够依托于数据地面模型为矿区资料环境信息系统的构建及更新提供实施数据，在矿山测量、矿区安全生产的工作当中发挥着关键作用。与此同时，它所具备的全天候、高精度、持续性的监测特点使得矿山测量不必考虑造标问题、测点通视问题，进而有效控制了监测误差。再者，空间信息技术与AUTO CAD绘图技术的结合，使得矿山测量人员能够通过野外调绘、象片校正以及目视判断等工作，高质量的完成矿区地形图的测绘与资料信息输出工作。

二、数字化绘图技术在矿山测量中的应用分析

数字化绘图技术从本质上来说是现代矿山测绘技术与计算机信息处理技术

相结合的一种产物。它能够将地球表面的各规模、各类型空间要素信息资料以数字化的形式进行高度抽象，并在这些要素之间建立起一种坐标或是图像图像的关系，进而将其储存在相应的关系数据文件当中。计算机信息处理系统及其应用技术的大范围研究与推广使得新时期的矿山测量作业面临着前所未有的发展机遇与挑战。在当前的矿山测量工作中，地形图的测绘、矿岩量的测绘、台阶分层图的测绘等关键工作都明确了数字化的发展方向，数字化绘图技术也因而在矿山测量中具备了极为深远的发展意义与价值。笔者现从以下两个方面对这一绘图技术在矿山测量工作中的应用情况做详细分析与说明。

（一）数字化绘图技术在矿山测量工作中的实施分析。首先是控制测量。在GPS技术发展日趋完善以及全站仪测量仪器性能不断提升的推动作用下，传统意义上的三角测量已不再适应于当前矿采企业的测量工作，一种较为灵活的GPS网测量技术悄然兴起，在确保检测质量精度的同时大大减轻了矿山测量的工作强度。笔者认为这一改变使得传统矿山测量中地面点平面位置的测量误差得到了有效控制。数字化的绘图技术在计算机自动展点功能的作用下，实现了地物点与图根点的“零误差”，更确保了矿采作业的安全稳定运行；其次是碎步测量。在当前技术条件支持下，应用比较广泛的碎步测量技术可以划分为全站仪极坐标法与GPS-RTK测量技术这两种。当外业测量工作顺利完成之后，相关工作人员可以将实测的多数碎步点坐标输入计算机终端储存系统，计算机处理程序根据预设指令将这些坐标点以展会编码的形式呈现出来，使得相关工作人员有关各个碎步点的连接工作变得更加简便与精确。

（二）数字化绘图技术在矿山测量中的优势分析。这种新时期的，以科学技术发展为导向的数字化绘图技术在矿山测量实践运行过程中，与传统意义上的绘图、成图技术相比，有着以下几个方面的显著优势：第一，精度高。数字化绘图技术赋予了计算机操作终端大量的自动化处理程序，计算机数据处理、绘图处理、成图处理等功能的实现使得传统绘图技术中所无法避免的人为误差得到了合理且有效的控制，矿山测量进而能够为矿采企业相关决策的制定提供更为精确与全面的信息数据支持；第二，应用程度高。在数字化绘图技术作用下，矿山测量所获取的各种数据成果分层存放在储存终端当中，不受图面负载量的限制与制约，进而也使得各种数据成果的应用更加便捷与及时。

三、虚拟现实技术在矿山测量中的应用分析

笔者翻阅大量有关矿采企业安全事故报告资料发现，近几年以来，井下安全事故成为了矿采过程中最频发的安全事故，究其原因，往往是由开采技术不合规范、工程质量缺乏保证以及采矿作业中管理制度的缺失这几方面问题所造成的，其中，工程质量缺乏保证这一问题表现的尤为突出，是我们在矿山安全生产体系构建中的关注重点。笔者认为，结合新型绘图技术来说，虚拟现实技术与矿山井下开采作业的融合能够使得整个矿采作业环境变的更加逼真与形象。计算机软件系统支持下的三维图像构建与加工技术能够在计算机终端平面中再现各种安全事故的发展过程，相关工作人员能够接收到最真实，最全面的事故信息，从而分析出井下事故的最根本原因，这些原因中涵盖了传统意义上事故分析技术所无法分析到的现场工作人员动作行为原因。与此同时，MapInfo、MapGIS以及GIS等将基础数据与地质测量专业图形充分融合的计算机管理系统软件能够实现各种矿山测量基础数据的输入、修改、更新以及输出等功能，并且能够面向数据库系统服务终端为矿采企业管理者及上级领导部门提供各种地测数据远程查询与管

理软件支持。可以说，虚拟现实技术与矿山测量工作的融合对于进一步推动煤矿管理信息化、现代化乃至数字化发展而言都有着极为深远且重要的意义。

四、结束语

总而言之，绘图技术在矿山测量中应用并不是一朝一夕的事，而是一项长期且复杂的系统工程。矿采企业由上自下的支持与认同、测量装置与仪器的配备、测绘人员的综合技术能力等因素都会对绘图技术与矿山测量的融合产生深远影响。贯通测量作为矿山测量中的基本环节，更需要加大与绘图技术的融合。本文对这一问题做出了简要的分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的意见与建议。