第一篇：gps在测量中的应用
GPS在工程测量中的应用
摘 要：简述了全球定位系统(GPS)的基本结构和测量原理，总结了GPS用于工程测量所具有的特点，介绍了GPS在工程测量中的应用实例。
关键词：GPS;工程测量;应用实例全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)是美国从20世纪70年代开始研制的用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统，历时20年，耗资200多亿美元，分三阶段研制，陆续投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用[1]，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。本文介绍GPS在山区工程测量中的应用，并提出几点体会。1 GPS简介1.1 GPS构成GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。(1)GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20 200 km，运行周期为11 h 58 min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。(2)GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监 测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。(3)GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。
1.2 GPS定位原理GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的[2]。如图1所示，在待 测点Q设置GPS接收机，在某一时刻tk同时接收到3颗(或3颗以上)卫星S
1、S
2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心(测站点)至卫星的距离ρ
1、ρ
2、ρ3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标(Xj，Yj，Zj)，j=1，2，3，从而由下式解算出Q点的三维坐标(X，Y，Z)：1.3 GPS测量的特点相对于常规测量来说，GPS测量主要有以下特点：①测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50 km的基线上，其相对定位精度可达1×10-6，在大于1 000 km的基线上可达1×10-8。②测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20 min左右，动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。⑤全天候作业。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。2 应用实例2.1 工程概
况本文涉及的工程由某集团公司投资建造，是一个集休闲、娱乐、旅游、渡假等功能于一体的综合项目。工程位于城郊，占地66.7 hm2多，属两山夹一沟地形，山地面积约占三分之二。最高处约90 m。山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网。考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用GPS测量。2.2 GPS测量的技术设计(1)设计依据 GPS测量的技术设计主要依据1999年建设部发布的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》[3]及工程测量合同有关要求制定的。(2)设计精度 根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。要求平均边长小于1 km，最弱边相对中误差小于1/10 000，GPS接收机标称精度的固定误差a≤15 mm，比例误差系 数b≤20×10-6。(3)设计基准和网形 如图2所示，控制网共12个点，其中联测已知平面控制点2个(I12，I13)，高程控制点5个(I12，I13，105，109，110，其高程由四等水准测得)。采用3台GPS接收机观测，网形布设成边连式。(4)观测计划 根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP)，选择最佳观测时段(卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6)，并编排作业调度表。
2.3 GPS测量的外业实施(1)选点 GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用;②点周围高度角15°以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收;③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰;④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用;⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。(2)观测 根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10 s。在3个点上同时安置3台接收机天线(对中、整平、定向)，量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。2.4 GPS测量的数据处理GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标(见表1)，其各项精度指标符合技术设计要求。3 结束语通过GPS在测量中的应用，得到如下体会。(1)GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短(平均边长不到300 m)，基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10 000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。(2)GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。
(3)GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。但由于联测已知高程点较少(仅联测5个)，致使的控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。
第二篇：实时GPS测量在公路工程中的应用
在GPS测量中，影响观测精度的主要误差可分为以下三类：
一、与GPS卫星有关的误差
与GPS卫星有关的误差主要包括卫星的轨道误差和卫星钟的误差
1 卫星钟差
由于卫星的位置是时间的函数，因此，GPS的观测量均发精密测时为依据，而与卫星位置相对应的信息，是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。在GPS定位中，无论是码相位观测或是载波相位观测，均要求卫星钟与接收机时钟保持严格的同步。实际上，以尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟)，但是它们与理想的GPS时之间，仍存在着难以避免的偏差和漂移。这种偏差的总量约在1ms以内。对于卫星钟的这种偏差，一般可由卫星的主控站，通过对卫星钟运行状态的连续监测确定，并通过卫星的导航电文提供给接收机。经钟差改正后，各卫星之间的同步差，即可保持在20ns以内。
在相对定位中，卫星钟差可通过观测量求差(或差分)的方法消除。
2卫星轨道偏差
估计与处理卫星的轨道偏差较为困难，其主要原因是，卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站，以难以充分可靠的测定这作用力，并掌握它们的作用规律，目前，卫星轨道信息是通过导航电文等到的。
应该说，卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度越长，此项误差的影响就越大。
在GPS定位测量中，处理卫星轨道误差有以下直种方法:
1) 忽略轨道误差
这种方法以从导航电文中所获得的卫星轨道信息为准，不再考虑卫星轨道实际存在的误差，所以广泛的用于精度较低的实时单点定位工作中。
2) 采用轨道改进法处理观测数据
这种方法是在数据处理中，引入表征卫星轨道偏差的改正参数，并假设在短时间内这些参数为常量，将其与其它求知数一并求解。
3) 同步观测值求差
这一方法是利用在两个或多个观测站一同，对同一卫星的同步观测值求差。以减弱卫星轨道误差的影响。由于同一卫星的位置误差对不同观测站同步观测量的影响，具有系统误差性质，所以通过上述求差的方法，可以明显的减弱卫星轨道误差的影响，尤其当基线较短时，其效用更不明显。
这种方法对于精度相对定位，具有极其重要的意义。
二 与卫星信号传播有关的误差
与卫星信号有关的误差主要包括大气折射误差和多路径效应
1 电离层折射的影响
GPS卫星信号的其它电磁波信号一样，当其通过电离层时，将受到这一介质弥散特性的影响，便其信号的传播路径发生变化。当GPS卫星处于天顶方向时，电离层折射对信号传播路径的影响最小，而当卫星接近地平线时，则影响最大。
为了减弱电离层的影响，在GPS定位中通常采用下面措施
(1)利用双频观测
由于电离层的影响是信号频率的函数，所以利用不同频率的电磁波信号进行观测。便能多确定其影响，而对观测量加以修正。因此，具有双频的GPS接收机，在精密定位中测量中得到广泛的应用。不过应当明确指出，在太阳辐射的正午或在太阳黑子活动的异常期，应尽量避免观测。在尤其是精密定位测量。
(2)利用电离层模型加以修正
对于单频GPS接收机，为了减弱电记屋的影响，一般是采用导航电文提供的电离层模型，或其它适合的电离层模型对观测量加以修正，但是这种模型至今仍在完善之中，目前模型改正的有效率约为75%。
(3)利用同步观测值求差
这一方法是利用两台或多台接收机，对同一卫星的同步观测的求差，以减弱电离层折射的影响，尤其当观测站间的距离较近时(<20km)，由于卫星信号到达各观测站的路径相近，所经过的介质状况相似，因此通过各观测站对相同卫星信号的同步观测值求差，便可显著的减弱电离层折射影响，其残差将不会超过0.000001。对于单频GPS接收机而言，这种方法的重要意义尤为明显。
2对流层折射的影响
对流层折射对观测值的影响，可分为干分量与湿分量。干分量主要与大气的湿度与压力有关，而湿分量主要与信号传播路径上的大气湿度有关。对于干分量的影响，可通过地面的大气资料计算;湿分量目前尚无法准确测定。对于输送短的基线(<50km)，湿分量的影响较小。
关于对流层折射的影响，一般有以下几种处理方法：
(1)定位精度要求不高时，可不考虑其影响。
(2)采用对流层模型进行改正;
(3)采用观测量求差的方法。与电离层的影响相类似，当观测站间相距不远(<20km)时，由于信号通过对流层的路径相近，对流层的物理特性相近，所以对同一卫星的同步观测值求差，可以明显的减弱对流层折射的影响。
3多路径效应影响
多路径效应亦称多路径误差，是指接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号，信号叠加将会引起测量参考点(相位中心点)位置的变化，从而便观测量产生误差，而且这种误差随天线周围反射面的性质而异，难以控制。根据实验资料表明，在一般反射环境下，多路径效应对测码伪距的影响可达到米级，对测相伪距的影响可达到厘米级。而在高反射环境下，不仅其影响将显著增大，而且常常导致接收的卫星信号失锁和使载波相位观测量产生周跳。因此，在精密GPS导航和测量中，多路径效应的影响是不可忽视的。
目前减弱多路径效应影响的措施有：
(1)安置接收机天线的环境，应避开较强的反射面，如水面=平坦光滑的地面以及平整的建筑物表面等。
(2)选择造型适宜且屏蔽良好的天线等。
(3)适当延长观测时间，削弱多路径效应的周期性影响。
(4)改善GPS接收机的电路设计，了减弱多路径效应的影响。
三、接收设备有关的误差
与GPS接收机设备有关的误差主要包括观测误差，接收机钟差，天线相位中心误差和载波相位观测的整周不定性影响。
1 观测误差
观测误差包括观测的分辨误差及接收机天线相对于测站点的安置误差等。
根据经验，一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1%。故知道载波相位的分辨误差比码相位不小，由于此项误差属于偶然误差，可适当地增加观测量，将会明显地减弱其影响。
接收机天线相对于观测站中心的安置误差，主要是天线的置不与对中误差以及量取天线高的误差，在精密定位工作中，必须认真，仔细操作，以尽量减小这种误差的影响。
2 接收机的钟差
尽管GPS接收机高有高精度的石英钟，其日频率稳定度可以达到10的-11方，但对载波相位观测的影响仍是不可忽视的。
处理接收机钟差较为有效的方法是将各观测时刻的接收机钟差间看成是相关的，由此建立一个钟差模型，并表示为一个时间多项式的形式，然后在观测量的平差计算中统一求解，得到多项式的系数，因而也得到接收机的钟差改正。
3 载波相位观测的整周未知数
载波相位观测上当前普遍采用的最精密的观测方法，由于接收机只能测定载波相位非整周的小数部份，
而无法直接测定开波相位整周数，因而存在整周不定性问题。
此外，在观测过程中，由于卫星信号失锁而发生的周跳现象。从卫星信号失锁到信号重新锁定，对载波相位非整周的小数部分并无影响，仍和失锁前保持一致，但整周数却发生中断而不再连续，所以周跳对观测的影响与整周未知数的影响相似，在精密定位的数据处理中，整周未知数和周跳都是关键性的问题。4 天线的相位中心位置偏差
在GPS定位中，观测值是以接收机天线相位中心位置为准的，因而天线的相位中心与其几何中心理论上保持一致。可是，实际上天线的相位中心位置随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，即观测时相位中心的瞬时位置(称为视相位中心)与理论上的本单位中心位置将有所不同，天线相位中心的偏差对相对定位结果的影响，根据天线性能的优劣，可达数毫米至数厘米。所以对于精密相对定位，这种影响是不容忽视的。
在实际工作中，如果使用同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测站上，同步观测同一组卫星，那么便可通过观测值求差，以削弱相位中心偏移的影响。需要提及的是，安置各观测站的天线时，均奕按天线附有的方位标进行定向，使之根据罗盘指向磁北极。
第三篇：试说明GPS在控制测量中的应用前景
一、GPS在城市领域范围控制测量中的应用研究。为加快郑州市城市化进程， 代写工程管理硕士毕业论文扩大城市规模，把郑州建设成为国家区域性中心城市，河南目前正在实施“中心城市群”带动战略，要在郑东新区已经基本成形的基础上加快推进“大郑东新区”建设。常规控制测量如三角测量、导线测量，要求点间通视，费工费时，而且精度不均匀。GPS测量无需点间通视且能够高精度地进行各种控制测量。区域GPS控制网的特点是控制区域有限（或一个市或一个地区），边长短（一般从几百米到20km），观测时间短（静态定位的几十分钟至
一、两个小时），就其作用而言分为：1）建立新的地面控制网；2）检核和改善已有地面网；3）对已有的地面网进行加密；4）拟合区域大地水准面。GPS测量技术在区域控制测量中的应用，证明了以下结论：采用GPS技术进行高等级控制网的测量具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便等优点。GPS新技术用于超大城区控制在资金和时间上有明显优势。用较短的作业时间达到了预期的目的。为保证按时完成其他测绘工程打下了坚实的基础。用较少的投入取得了控制面积100km2的测绘成果。用高精度保证了后工序各项成果的数学精度，该项目已顺利通过验收，全部成果质量被评为优。
二、GPS技术在公路测量中的应用前景探讨。GPS技术应用于公路测量是公路外业勘测的一项重大技术革命，其应用及开发的前景十分广阔。尤其是实时动态(RTK)定位技术在公路测量中蕴含着巨大的技术潜力， GPS中的RTK技术在公路测量中的应用及其对公路勘测的巨大推进作用。实时动态(RTK)定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS(地理信息系统)前端数据采集。GPS在公路勘测中的应用，对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，特别是实时动态(RTK)定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景。
三、GPS在大地控制测量中的应用。GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。GPS网分为两大类：一类是全球或全国性的高精度GPS网，这类GPS网中相邻点的距离在数千公里至上万公里，其主要任务是作为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架，为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务，或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的GPS网，包括城市或矿区GPS网，GPS工程网等，这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为国民经济建设服务。作为大地测量的科研任务是研究地球的形状及其随时间的变化，因此建立全球覆盖的坐标系统一的高精度大地控制网是大地测量工作者多年来一直梦寐以求的。直到空间技术和射电天文技术高度发达，才得以建立跨洲际的全球大地网，但由于vlbi、slr 技术的设备昂贵且非常笨重，因此在全球也只有少数高精度大地点，直到GPS技术逐步完善的今天才使全球覆盖的高精度GPS网得以实现，从而建立起了高精度的（在1-2cm）全球统一的动态坐标框架，为大地测量的科学研究及相关地学研究打下了坚实的基础。GPS网的特点是控制区域有限（或一个市或一个地区），边长短（一般从几百米到20km），观测时间短（从快速静态定位的几分钟至一两个小时）。由于GPS定位的高精度、快速度、省费用等优点，建立区域大地控制网的手段我国已基本被GPS技术所取代。就其作用而言分为建立新的地面控制网；检核和改善已有地面网；对已有的地面网进行加密；拟合区域大地水准面。
第四篇：GPS全球定位系统在地籍测量中的应用
摘要：GPS技术是当今信息社会发展最快的技术之一，己渗透到土地测绘中并得到广泛的应用，且GPS与GIS、RS的结合对地籍信息系统的建立将起到推动作用。
关键词：GPS地籍测量土地动态监测地籍信息系统 中图分类号：P271文献标识码：B l.概述
GPS是由美国研制，以空中卫星为基础的无线电导航系统，该系统能为全球提供全天侯、连续、实时、高精度的三维位置，可满足多方面的需求，目前GPS技术己广泛应用于地籍测绘、城镇规划、地球资源调查与管理等多领域井发挥巨大作用。
2. GPS在地籍测绘中的应用 2.1 GPS在地籍控制测量中的应用
位于太原市汾河西岸的西干渠上兰排洪沟段，全长约14km，为进行地籍调查，我们经实地踏勘，决定布设D级GPS控制网。 2·1·1点位布设
控制网点由7个点组成，7个点全部位于视野开阔，有利于其它测量手段扩展和联测的地方，其中有3个点为1954年太原坐标系中的三等点，同时也作为本控制网的起算数据，7个控制点间最小间距 24km，最大间距 6.4km，具体点位如图一所示：
注： kz1 kz2 kz3为三等点
2·1·2观测方案
按GPSD级网的要求，对整个网进行了组织，观测之前做了星历预报，结合实际情况，选择合适观测时间以保证精度。 观测主要技术要求
观测时间≥60分钟
卫星高度角≥15度 观测卫星≥4颗
观测时段数≥2 pdop≤10
2·l·3观测成果及精度分析
GPS基线解算和平差计算均在随机软件GpsurveyZ.35中进行，在基线全部合格后，分别在WGS84和北京54坐标系中进行平差计算，计算成果符合规范精度要求后，按数字模型转换为太原54坐标控制网，点位中误差最小为1.ZCM，最大为3CM，可达到四等网的精度要求。 2·2把 GPS技术引入界址测定中
地籍测量的目的是测定每宗地的权属、界址、点、线、位置、形状、数量等基本情况，它的精度如何，直接影响地籍管理的准确性和权威性。所以山西省地籍调查实施细则》要求界址点对邻近图根点点位中误差为5—7.SCM，如此高的儿何精度，必须用高精度的仪器现场施测才能达到。利用GPS的RTK技术也能满足上述精度要求。RTK是载波相位实时动态差分定位，实时处理能达到厘米级精度，譬如Trimble4800的实时测量水平精度为±(13) cm+2ppm。 3.GPS技术在勘测定界和土地动态监测中的应用
建设用地勘测定界是确定建设用地的位置、面积等方面的测绘，它为政府部门审批用地提供基础数据。利用GPS的RTK技术迸行勘测定界，完全能满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10cm的精度要求，且效率高，受条件限制小，特别是对铁路、公路、河流等线状用地效果更为明显。
土地利用动态监测是对土地利用的变化状况迸行及时准确的调查，为合理利用土地资源，为政府和各级土地管理部门制定各项政策，落实各种管理措施提供依据。传统的野外测量受限于条件、地形等多方面因素的制约，并且不能及时反映土地利用的动态变化。使用手持式差分型GPS接收机，能快速和方便地测量点、线和面，井记录其所规定的属性信息。手持式差分型GPS接收机适用于各种情况的土地监测，差分改正后精度可以达到l——5m，加分米级处理器定位精度大于0.5m，其精度完全满足土地利用现状调查及土地动态监测的精度要求。有传统测量无法比拟的速度快、效率高的特点。 4.GPS技术在建立地籍信息系统中的应用
地籍信息系统主要包括行政界线、宗地界线和宗地属性及地表覆盖物的几何位置、形状及倩况。地籍信息系统的精度受控制网精度的影响。地籍信息的时效性，决定了地籍信息必须具有动态更新功能。利用GPS定位技术来完成信息系统数据的采集。记录，建立控制网络数据库，将为信息系统向现代化、自动化、网络化发展奠定坚实的基础。使用最新的GPS PruXR和ProXRS系统，用户可以在短时间内采集到高精度的数据，可以构成成图及GIS应用的强大工具。 5.结束语
随着GPS卫星全球定位技术的发展应用，将导致测绘行业一场深刻的技术革命，特别是3S技术的结合，GPS技术在土地测绘中的作用将更为重要，它缩短了时间，提高了精度，可产生巨大的经济效益。
第五篇：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。
1 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。
2 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。
3 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。
4 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。
5 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.