GPS配合全站儀在礦區(qū)工作中的應(yīng)用

張維寬

（青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海 西寧 810012）

由于礦區(qū)的安全受到政府的高度重視，礦區(qū)的管理隨之不斷的得到加強(qiáng)，很多的規(guī)范得以實(shí)施。與此同時(shí)，由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，用于礦區(qū)的測(cè)量技術(shù)也在不斷的提高。全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)與全站儀作為高校的測(cè)量技術(shù)措施在礦區(qū)也得到了很廣泛的推廣。全球定位系統(tǒng)和全站儀的配合使用有著很多優(yōu)點(diǎn)而得到礦區(qū)測(cè)量技術(shù)人員的喜愛(ài)，首先就是其精確性，它不僅能夠滿足一般的測(cè)量要求，特別是那些地勢(shì)比較開(kāi)闊的礦區(qū)還能夠使用RTK來(lái)完成全數(shù)字的郊外數(shù)據(jù)采集，而且在周?chē)h(huán)境比較復(fù)雜的礦區(qū)，也能夠使用RTK測(cè)定圖根點(diǎn)，配合全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集而完全不會(huì)受到樹(shù)木或者是房屋遮擋的影響；其次就是他的計(jì)算方法簡(jiǎn)單、速度快的優(yōu)點(diǎn)。正是由于這樣的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的礦區(qū)的數(shù)據(jù)采集中完全能夠使用全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)與全站儀，然后在CASS5.0 環(huán)境下進(jìn)行數(shù)字化成圖，多次實(shí)踐結(jié)果表明這樣的措施是合理有效的。

全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)與全站儀相互配合進(jìn)行礦區(qū)地形的測(cè)繪能夠相互彌補(bǔ)彼此的不足之處，因?yàn)椴皇褂萌蚨ㄎ幌到y(tǒng)單單使用全站儀進(jìn)行測(cè)繪的話就無(wú)法建立確實(shí)可靠的圖根控制網(wǎng)，由此將會(huì)耗費(fèi)更多的資金和人力參與到圖根控制網(wǎng)的建立中去；反之，要是沒(méi)有全站儀的使用，單單用全球定位系統(tǒng)，雖然能夠節(jié)省很多的人力物力來(lái)建立圖根控制網(wǎng)，并進(jìn)行全天24小時(shí)的檢測(cè)，但是威脅的截止高度角不能小于13°-15°，若是在地勢(shì)地形比較復(fù)雜的礦區(qū)，受到樹(shù)木或者是房屋的影響，就完全接收不了來(lái)自衛(wèi)星的全球定位信號(hào)。這個(gè)時(shí)候需要有全站儀聯(lián)合RTK 進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖，才能避免出現(xiàn)接受不了GPS 信號(hào)的情況出現(xiàn)。也就是說(shuō)，在對(duì)礦區(qū)的地形和地物進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，地形開(kāi)闊則用RTK測(cè)圖；有物體遮擋的時(shí)候就用RTK實(shí)時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后用全站儀測(cè)圖。就是這樣相互配合，避免彼此的缺點(diǎn)才能又好又快的測(cè)量出礦區(qū)的地形，有利于工作效率的提高。

一 GPS配合全站儀組合測(cè)量技術(shù)實(shí)際應(yīng)用

（1）內(nèi)業(yè)的準(zhǔn)備

全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)與全站儀的配合使用也需要有效的利用好現(xiàn)在具有的成果資料。根據(jù)這些資料的數(shù)據(jù)計(jì)算出要放樣點(diǎn)的坐標(biāo)位置并將其傳入GPS 的記憶卡；然后又按照成果圖來(lái)選擇比較恰當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)點(diǎn)，由此制定出最適合的作業(yè)路線以及工作流程；最后就是做好其他一些相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。最重要的技術(shù)是RTK作業(yè)的軟件環(huán)境。

（2）外業(yè)的準(zhǔn)備

外業(yè)的準(zhǔn)備工作操作起來(lái)并不困難，首先就是找基準(zhǔn)GPS控制點(diǎn)，設(shè)置參考站，然后就是將相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)傳入記憶卡并進(jìn)行初始化。這個(gè)過(guò)程里面比較重要的一個(gè)步驟就是關(guān)于解調(diào)器的配置與RTK的數(shù)據(jù)的調(diào)整。

在外業(yè)操作過(guò)程中有幾個(gè)比較重要的地方務(wù)必要注意:首先就是參考站的選址。為了盡量避免干擾因素的出現(xiàn)，選址要達(dá)到相應(yīng)的高度，參考站發(fā)射電臺(tái)的高度要大于接收機(jī)的安裝高度，由此才能盡可能的避免干擾源遮擋住信號(hào)的傳輸；其次就是電臺(tái)的設(shè)置要按照相關(guān)的規(guī)定來(lái)安裝，按照L（天線長(zhǎng)度）=（載波長(zhǎng)度）=c（傳輸速率）/f（載波頻率）來(lái)匹配參考站信號(hào)發(fā)射天線與發(fā)射頻率。只有安裝上注意細(xì)節(jié)才能盡可能的避免安全事故的發(fā)生。最后則是調(diào)制解調(diào)器的配置。

（3）RTK作業(yè)模式下的數(shù)據(jù)初始化處理

RTK作業(yè)模式下的數(shù)據(jù)初始化處理也就是RTK整周未知數(shù)搜索技術(shù)的數(shù)據(jù)處理。在外業(yè)作業(yè)進(jìn)行的時(shí)候該初始化處理就在控制器里面運(yùn)行了。該初始化處理是按照最小二乘原理序貫遞推算法處理每一個(gè)歷元的觀測(cè)值，這個(gè)過(guò)程里面最主要的操作就是及時(shí)地搜索最新數(shù)據(jù)并唯一的確定相位觀測(cè)值的初始整周未知數(shù)。

二 GPS配合全站儀組合測(cè)量技術(shù)的實(shí)際操作

這次的GPS配合全站儀組合測(cè)量技術(shù)的實(shí)際操作作業(yè)主要是利用GPS 測(cè)量系統(tǒng)本身的放樣功能，將具備了相應(yīng)密度條件的公路界點(diǎn)坐標(biāo)的數(shù)據(jù)提前傳輸?shù)紾PS 記憶卡之中，再使用計(jì)算機(jī)按照現(xiàn)場(chǎng)具體的條件才自行算出放樣點(diǎn)的具體坐標(biāo)。全站儀主要是用來(lái)測(cè)量該放樣坐標(biāo)是否準(zhǔn)確。作業(yè)的時(shí)候一般都要用到兩臺(tái)流動(dòng)站。全站儀在進(jìn)行檢驗(yàn)的時(shí)候是隨機(jī)抽取很多個(gè)點(diǎn)，然后再將結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行點(diǎn)位精度計(jì)算，看其是不是達(dá)標(biāo)。通過(guò)這個(gè)例子不難看出全站儀與RTKGPS結(jié)合放樣是很切實(shí)可行的。

三 GPS配合全站儀組合測(cè)量技術(shù)測(cè)量模式放樣的總結(jié)

GPS配合全站儀組合測(cè)量技術(shù)測(cè)量模式這樣的無(wú)障礙測(cè)量作業(yè)模式具有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們要對(duì)其進(jìn)行分析，了解其優(yōu)缺點(diǎn)才能進(jìn)行更好的利用。其優(yōu)點(diǎn)主要有：1較少的人力耗費(fèi)。GPS 的操作不復(fù)雜，幾秒鐘之內(nèi)就能獲取待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，然后按照坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定放樣點(diǎn)，完成放樣的過(guò)程簡(jiǎn)單，一個(gè)人就能完成。2 數(shù)據(jù)安全可靠，一般都是在當(dāng)場(chǎng)就參考數(shù)據(jù)傳到流動(dòng)站進(jìn)行檢驗(yàn)，只有合格的數(shù)據(jù)才能顯示出來(lái)。3 放樣精度高，測(cè)站間無(wú)需通視。在控制點(diǎn)不足的地區(qū)和由于地形地勢(shì)比較復(fù)雜地區(qū)即便是通視比較困難也可以實(shí)行高精度的定位計(jì)算。4 放樣速度快，一個(gè)點(diǎn)的測(cè)量從開(kāi)機(jī)鎖定衛(wèi)星到完成只要一分鐘左右而已。5 綜合測(cè)繪能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)的處理運(yùn)用與計(jì)算機(jī)帶來(lái)的方便的通信，使得自動(dòng)化作業(yè)簡(jiǎn)單易行。6 操作方便。GPS 接收機(jī)自動(dòng)化程度的增強(qiáng)，體積變小了，重量變輕了，更加有利于操作了。在作業(yè)中表現(xiàn)出來(lái)的缺點(diǎn)主要有兩點(diǎn)：一是，要是所處的地區(qū)地勢(shì)地形比較復(fù)雜，障礙物常常會(huì)讓信號(hào)的接收出現(xiàn)問(wèn)題；另外就是，在障礙物比較多的地區(qū)進(jìn)行作業(yè)的話GPS衛(wèi)星信號(hào)被阻擋機(jī)會(huì)較多，容易造成失鎖，這時(shí)需要全站儀測(cè)量方式配合。

四 結(jié)束語(yǔ)

在礦山測(cè)量中還需要全站儀及其他測(cè)量工具的配合，充分發(fā)揮GPS 與全站儀及其他測(cè)量工具各自的優(yōu)勢(shì)，對(duì)加快礦山測(cè)量進(jìn)度，提高測(cè)量精度有很大的實(shí)際意義。GPS 技術(shù)和全站儀有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，測(cè)量人員只有在充分了解它們各自的關(guān)鍵所在，靈活運(yùn)用，才能更好的完成礦山測(cè)量工作。