RTK技术在矿山管网测量中的应用
2016-09-09 17:50 [科技论文] 来源于：互联网 作者：互联网
导读：摘 要 管网系统是矿山生产、生活维系矿山正常运转不可或缺的重要组成部分，随着矿山生产规模不断的扩大形成了规模庞大、错综复杂的地上、下管网体系，在进行管网测量中我们使用了拓普RTK Hiper Ga接收机，HiPer Ga继承了HiPer系列双星一体化接收机之精华，进
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摘 要 管网系统是矿山生产、生活维系矿山正常运转不可或缺的重要组成部分，随着矿山生产规模不断的扩大形成了规模庞大、错综复杂的地上、下管网体系，在进行管网测量中我们使用了拓普RTK Hiper Ga接收机，HiPer Ga继承了HiPer系列双星一体化接收机之精华，进一步集成1W数字发射电台，在稳定性和可靠性都进行了极大的改良采用GPS+GLONASS双星信号跟踪，信号更强，定位更精准。结合实际操作过程介绍RTK技术在矿山管网测量中的应用。
关键词 RTK技术；管线测量；优势；应用
中图分类号TD17 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0153-02
0 引言
地下管网的频繁变更，给生产、生活及管路的改造、维修带来了极大不便，矿山管路系统数字化是适应矿山规模不断扩大趋势的，通过对测量的管路数据绘制到矿区整体布置图上有利于对管路状况的管理和规划。
RTK技术的应用解决了传统测量手段的局限，通过基站及移动站载波相位基础上，通过接受卫星信号快速实现地面准确定位，实时提供地面观测点的三维坐标数据，符合测设条件下测量精度达到厘米级。最主要的是野外测量不受一般光学电子仪器所要求的通视限制，测量距离也不受通视距离的限制，测量速度快、精度高、操作简单、数据采集处理强等优点，工作效率大幅提高，降低了测量技术人员的劳动力。
1 管线测量
地下管线测量技术要求：测量管线点相对平面控制点点位中误差不大于±100mm；管线测点相对于高程控制点的高程中误差不大于±50mm；与矿区建筑物及周围设施中误差不大于图上的±0.5mm。
RTK测设精度要求：
RTK测量卫星状态的基本要求：截止高度角15度以上的卫星≥6；PDOP值<4；平面坐标和高程设置精确至0.001m，天线量取精度至0.001m。
RTK平面控制点要求：图上点位中误差≤±0.1mm；高程中误差≤1/10等高距。
1）新施工的地下管线测量
矿区新施工的地下管线主要是通过现场的实际测量，对管线的特征点进行
数据的采集，因矿区地处偏远，出于对环境的保护一般情况下管线铺设完成后直接进行覆土、绿化，对测量测设时效、精度要求较高，利用RTK能快速准确的进行测量，数据采集后及时对照设计并标定管线的信息。出现遗漏必须及时进行检核，保证管线能够按设计进行施工作业。
2）原有的老地下管网测量
矿区原有的老地下管线特征点全部埋在地下，因矿区地处草原深处，天气极寒，为保护管线的正常使用，大多都深埋地下5m～6m，探测管路比较困难，加之矿区工作人员调动频繁资料丢失严重，只能通过一些老同志了解情况，这种情况下，我们在矿区广泛调研、实地勘查利用RTK进行控制测量，然后对管线特征点进行平面坐标测量，埋深及管路信息进行估算。
2 数据存储形式
每天外业作业完成后，数据输出Excel表格中，及时进行电子草图的勾绘及数据资料的整理，以防止手绘草图及测设成果的丢失后给成图造成不便。
在外业数据采集的基础上，利用外业采集到的数据信息，采用AutoCAD软件进行成图，成图比例尺为1：2000，并进行管线地物位置标定及管线信息的描述，图形格式为DWG格式，并且所有资料备份保存，并永久保存，方便今后查询、调阅。
3 RTK技术优势及应用
对于矿山管网的测量，传统的测量手段多采用的方式：经纬仪测量、全站仪测量、相对位置测量等。RTK技术的应用为测量技术人员提供了快速、准确、便利的工作环境，适合大范围多点快速高精度的测量。
1） RTK技术采集数据自动化程度较高，野外测量功能强大。适合在地形较复杂条件下的测量作业。基站架设设置好后，移动站利用蓝牙无线对接技术对基站校准后，便可实现自动数据的采集，避免因人员操作失误出现的测量误差及失误；
2）对测量区域通视条件要求较低。不受通视条件的限制，只要求满足“电磁波通视”和建筑物倾斜不大于15°，即可实现地面的准确定位；
3）定位精度高，速度快，数据安全可靠，避免了传统测量作业连续测设带来误差累积，在电台可辐射的作业半径范围内，测设精度完全能够满足工程要求。实测精度控制点点位精度控制点的平面误差以本级控制点相对于上一级控制点点位中误差小于图上0.1mm、高程中误差小于1/10测图基本等高距来衡量；
4）作业效率高。阿尔哈达矿区地处内蒙古草原，测设条件好，只需一次设站便可测设10km半径左右的测区，避免了因导线控制点对测量作业的制约，减少了连续测设仪器架设的次数。在一般的电磁波环境下几秒钟即能测设一未知点三维坐标数据，提高了工作效率；
5）操作简便、数据处理能力强。基准站可以任意架设位置（建议选择测设区域较高点），通过已知点进行点位的校准后，在测设范围内可以任意测设目标点，及进行地面工程的施工放样工作。数据处理简单，传输及处理简便，连接计算机后能直接传输实测数据，数据便已保存查阅。
4 RTK技术缺点
1）对测设环境的时间段要求较高，测设时段集中在上午11点-下午4点之间，测量精度较高，数据采集快；
2）对测量区域的天气情况限制较大，卫星较少雷雨天气信号较弱，比较容易出现盲区。
5 结论
RTK技术被广泛应用与各个测量领域，因价格较高在偏远区域普及率不高，本文只对矿山的管线进行测量，管网只是矿山建设一部分。还可以对矿山地形、地貌进行测量及一些精度范围内的测点和放点，RTK技术的使用替代了传统测量的繁琐工作，提高了测设精度和减轻了测量工作的体力劳动，我们目前使用的RTK是拓普康的HiPer Ga，由于没有使用外置电台，其有效范围在10km以内，在我矿范围内测量基本够用。
但是由于矿山内地形起伏较大，有时移动站在离基准站较远时会出现信号较弱而影响测量精度的情况 ，在矿山建设过程中，地面建筑及开采面积日趋扩大，矿区控制点常常被无意间破坏，传统测量技术条件制约较大，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优势。
管线基本控制网的建立，涵盖了阿尔哈达矿区所有地下管线，保证了在基本控制网范围内地下管线的准确位置，准确地反映出了管线与周围的地物、地貌的相对位置及相对关系，对日益紧张的生产形势及安全防护都是一个无法估量的效益数字，为矿山的生产建设奠定了基础，创造了极大的经济效益和社会效益。
（编辑：东北亚） |
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