GPS RTK技术在矿区测量工作中的应用研究

摘要：GPS-RTK技术是一种新兴的矿区测量技术，本文通过对GPS-RTK 技术的工作原理和影响GPS-RTK技术定位精度的因素进行分析，探讨了GPS-RTK技术在矿山测量中的应用及其优越性，并就RTK技术在实际应用中可能遇到的问题提出了有益的见解。

关键词：GPS RTK；矿区测量；应用

1 概要

RTK(Realtime Kinematic)实时动态差分法，是一种全新的GPS测量方法。传统的静态、快速静态、动态测量等测量方法都需要测后利用随机软件进行解算才能获得结果，而RTK技术采用了载波相位动态实时差分方法，它能够在野外实时火到厘米级的定位精度，是GPS应用的重大里程碑。目前，随着GPS-RTK 技术的不断发展和成熟，GPS-RTK已经广泛应用于测绘的各个行业，与常规的观测方法相比，GPS-RTK技术有作业效率高、定位精度高、作业自动化、集成化程度高、作业条件要求低、操作简便，容易使用，数据处理能力强等优点，具有很强的应用性。

2. GPS-RTK工作原理

GPS-RTK技术是GPS测量发展中的一个新的里程碑，它主要由GPS接收机、数据传输系统、软件系统三部分组成。它的工作原理是：至少使用2台GPS接收机(1台基准站，1台流动站)，并且必须同时工作，利用载波相位差分技术实时处理这2个测站的载波相位观测量进行差分处理。RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。基准站接收机通常设在1个固定的点上)，通过基准站系统采集可用卫星的原始数据，巾串行端口送至无线电发射台，发射电台对包装后的原始数据进行广播，南流动站电台接收基准站发来的包含基准站接收到的GPS原始数据的信息，电台将收到的基准站原始数据经南串门转往流动站接收机。与此同时，流动站GPS接收机会在其当前位置采集本机的原始数据。来自基准站GPS接收机与流动站GPS接收机的原始数据汇集在流动站接收机中统一进行处理，从而计算出2个接收机之间精确到厘米级的基线向量，最后，流动站接收机利用已知基准站的位置和基线向量计算流动站的坐标。根据基准站和流动站的工作原理，作业人员携带流动站系统在测区又快又准确地进行定位测量、放样和地形测量等其它测量工作。

3. GPS-RTK技术在矿山测量中的应用

3．1 矿区控制网的建立和使用

水准测量的方法及其实施

水准测量的方法及其实施水准测量原理水准测量的基本测法是：在图2-1中，已知A点的高程为H A，只要能测出A点至B点的高程之差，简称高差h AB。，则Ｂ点的高程 H B就可用下式计算求得： H B=H A+h AB (2-1) 差h AB。的原理如图2-1所示，在A、B两点上竖立水准尺，并在A、B两点之间安置— 图2-1 水准测量原理示意图架可以得到水平视线的仪器即水准仪，设水准仪的水平视线截在尺上的位置分别为M、N，过A 点作一水平线与过B点的竖线相交于C。因为BC的高度就是A、B 两点之间的高差h AB。，所以由矩形MACH就可以得到计算h AB的式： h AB = a - b (2-2) 测量时，a、b的值是用水准仪瞄准水准尺时直接读取的读数值。因为A点为已知高程的点，通常称为后视点，其读数a为后视读数，

而B点称为前视点，其读数b为前视读数。即 h AB = 后视读数-前视读数视线高H i=H A+a （2-3）Ｂ点高程H B=H i-b (2-4）综上所述要测算地面上两点间的高差或点的高程，所依据的就是一条水平视线，如果视线不水平，上述公式不成立，测算将发生错误。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。水准仪和水准尺一、微倾式水准仪的构造如图2-2所示，微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。水准仪的望远镜能绕仪器竖轴在水平方向转动，为了能精确地提供水平视线，在仪器构造上安置了一个能使望远镜上下作微小运动的微倾螺旋，所以称微倾式水准仪。 1．望远镜望远镜由物镜、目镜和十字丝三个主要部分组成，它的主要作用是能使我们看清远处的目标，并提供一条照准读数值用的视线。十字丝是在玻璃片上刻线后，装在十字丝环上，用三个或四个可

水准测量基本原理教案

水准测量基本原理（教案）

水准测量基本原理课型：讲授教学目的与要求：了解高程测量常用的方法。理解水准测量基本原理。掌握高差法、仪高法及连续水准测量计算未知点高程的方法。教学重点、难点：重点：水准测量基本原理。高差法、仪高法及连续水准测量计算未知点高程的方法。难点：水准测量基本原理。采用教具：多媒体课件复习、提问 1、高程的定义、高差的定义。

第一讲水准测量基本原理一、高程测量（测定地面点高程）的方法高程是确定地面点位置的要素之一，在工程建设的设计、施工与管理等阶段都具有十分重要的作用。测定地面点高程的工作称为高程测量。按所使用的仪器和施测方法分：水准测量、三角高程测量、气压高程测量和GPS 高程测量。二、水准测量基本原理水准测量不是直接测定地面点的高程，而是测出两点间的高差。即在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供一条水平视线，瞄准并在水准尺上读数，求得两点间的高差，从而由已知点高程推求未知点高程。如图1-1所示，设已知A 点高程为A H ，用水准测量方法求未知点B 的高程B H 。在A 、B 两点中间安置水准仪，并在A 、B 两点上分别竖立水准尺，根据水准仪提供的水平视线在A 点水准尺上读数为a ，在B 点的水准尺上读数为b ，则A 、B 两点间的高差为：b a h AB -= 图1-1 水准测量原理

设水准测量是由A 点向B 点进行，如图1-1中箭头所示，则规定 A 点为后视点，其水准尺读数a 为后视读数； B 点为前视点，其水准尺读数b 为前视读数。由此可见，两点之间的高差一定是“后视读数”减“前视读数”。如果a >b ，则高差AB h 为正,表示B 点比A 点高；如果 a < b ，则高差AB h 为负，表示B 点比A 点低。在计算高差AB h 时，一定要注意AB h 的下标A B 的写法： AB h 表示A 点至B 点的高差，BA h 则表示B 点至A 点的高差，两个高差应该是绝对值相同而符号相反，即：BA AB h h ＝－测得A 、B 两点间高差AB h 后，则未知点Ｂ的高程B H 为： )(b a H h H H A AB A B -+=+= （1-1）水准测量：水平视线（水准仪）+水准尺→待定点与已知点高差+已知点高程→未知点高程。三、推导以下几种计算未知点高程的公式： 1、高差法（由一点求另一点）：直接利用高差计算未知点高程。 b a h AB -=（后视读数－前视读数）；AB A B h H H += 2、视线高法（仪高法，由一点求多点）：由仪器视线高程H i 计算未知点B 点高程。H A 为A 点的高程，a 为水准尺读数，b 为待求高程点水准尺读数。 ?? ? -=+=b H H a H H i B A i 注意事项： ①区别仅在与计算方法不同；

水准测量基本原理教案

水准测量基本原理教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

水准测量基本原理（教案）

第一讲水准测量基本原理一、高程测量（测定地面点高程）的方法高程是确定地面点位置的要素之一，在工程建设的设计、施工与管理等阶段都具有十分重要的作用。测定地面点高程的工作称为高程测量。按所使用的仪器和施测方法分：水准测量、三角高程测量、气压高程测量和GPS 高程测量。二、水准测量基本原理水准测量不是直接测定地面点的高程，而是测出两点间的高差。即在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供一条水平视线，瞄准并在水准尺上读数，求得两点间的高差，从而由已知点高程推求未知点高程。如图1-1所示，设已知A 点高程为A H ，用水准测量方法求未知点B 的高程B H 。在A 、B 两点中间安置水准仪，并在A 、B 两点上分别竖立水准尺，根据水准仪提供的水平视线在A 点水准尺上读数为 a ，在B 点的水准尺上读数为 b ，则A 、B 两点间的高差为： b a h AB -=

图1-1 水准测量原理设水准测量是由A 点向B 点进行，如图1-1中箭头所示，则规定 A 点为后视点，其水准尺读数a 为后视读数； B 点为前视点，其水准尺读数b 为前视读数。由此可见，两点之间的高差一定是“后视读数”减“前视读数”。如果a >b ，则高差AB h 为正,表示B 点比A 点高；如果 a < b ，则高差AB h 为负，表示B 点比A 点低。在计算高差AB h 时，一定要注意AB h 的下标A B 的写法：AB h 表示A 点至B 点的高差，BA h 则表示B 点至A 点的高差，两个高差应该是绝对值相同而符号相反，即：BA AB h h ＝－测得A 、B 两点间高差AB h 后，则未知点Ｂ的高程B H 为： )(b a H h H H A AB A B -+=+= （1-1）水准测量：水平视线（水准仪）+水准尺→待定点与已知点高差+已知点高程→未知点高程。三、推导以下几种计算未知点高程的公式： 1、高差法（由一点求另一点）：直接利用高差计算未知点高程。 b a h AB -=（后视读数－前视读数）；AB A B h H H += 2、视线高法（仪高法，由一点求多点）：由仪器视线高程H i 计算未知点B 点高程。H A 为A 点的高程，a 为水准尺读数，b 为待求高程点水准尺读数。

水准测量的基本原理及测量方法

水准测量的基本原理及测量方法内容：理解水准测量的基本原理；掌握DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。难点：水准仪的检验与校正。 §2.1 高程测量（Height Measurement ）的概念测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为：（1）水准测量(leveling) （2）三角高程测量(trigonometric leveling) （3）气压高程测量(air pressure leveling) （4）GPS 测量(GPS leveling) §2.2 水准测量原理一、基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。

a ——后视读数A ——后视点 b ——前视读数B ——前视点 1、A 、 B 两点间高差： 2、测得两点间高差后，若已知A 点高程，则可得B点的高程：。 3、视线高程： 4、转点TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。二、连续水准测量

如图所示，在实际水准测量中，A 、 B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿A 、 B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到A 、 B 两点间的高差值，有： h 1 = a 1 － b 1 h 2 = a 2 － b 2 …… 则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b 结论：A 、 B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。 § 2.3 水准仪和水准尺一、水准仪(level) 如图所示，由望远镜、水准器和基座三部分组成。

水准测量的原理说课讲解

水准测量的原理

水准测量的原理一、几种常见的水准测量方法 1．几何水准测量（简称水准测量）； 2．三角高程测量； 3．气压高程测量（物理高程测量）。二、水准测量原理水准测量是利用水平视线来求得两点的高差。例如图2－1中，为了求出 A 、 B 两点的高差AB h ，在A 、B 两个点上竖立带有分划的标尺——水准尺，在 A 、 B 两点之间安置可提供水平视线的仪器——水准仪。当视线水平时，在A 、B 两个点的标尺上分别读得读数a 和b ，则A 、B 两点的高差等于两个标尺读数之差。即： b a h AB -= (2－1) 如果A 为已知高程的点，B 为待求高程的点，则B 点的高程为： AB A B h H H += （高差法） (2－2) 读数a 是在已知高程点上的水准尺读数，称为“后视读数”；b 是在待求高程点上的水准尺读数，称为“前视读数”。高差必须是后视读数减去前视读数。高差AB h 的值可能是正，也可能是负，正值表示待求点B 高于已知点A ，负值表示待求点B 低于已知点A 。此外，高差的正负号又与测量进行的方向有关，例如图2－2中测量由A 向B 进行，高差用AB h 表示，其值为正；反之由B 向A 进行，则高差用BA h 表示，其值为负。所以说明高差时必须标明高差的正负号，同时要说明测量进行的方向。图 2－1 由图2－1可以看出，B 点高程还可以通过仪器的视线高程H i 来计算，即 H i ＝H A ＋a (2－3) H B ＝H i －b （仪高法） (2－4) 三、转点、测站当两点相距较远或高差太大时，则可分段连续进行，从图2－2中可得：

水准测量的原理和使用方法

水准测量的原理和使用方法确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。高程测量又是测量三项基本工作之一。根据使用仪器和施测方法的不同，高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。用水准仪测量高程，称为水准测量，它是高程测量中最常用、最精密的方法。水准测量的原理：水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。 1．高差法如图2-1所示，若已知A 点的高程A H ，欲测定B 点的高程B H 。在A 、B 两点上竖立两根尺子，并在A 、B 两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器。假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数分别为A 尺（后视）读数为a ，B 尺（前视）读数为b ，则A 、B 两点之间的高程差（简称高差AB h ）为 b a h AB -= （2-1）于是B 点的高程B H 为 AB A B h H H += （2-2） b a H h H H A AB A B -+=+= （2-3）这种利用高差计算待测点高程的方法，称高差法。这种尺子称为水准尺，所用的仪器称为水准仪。图2-1 水准测量原理

2．仪高法由式2-3可以写为 b a H H A B -+=)( （2-4）如图2-2所示，即 b H H i B -= 上式中i H 是仪器水平视线的高程，常称为仪器高程或视线高程。仪高法是，计算一次仪高，就可以测算出几个前视点的高程。即放置一次仪器，可以测出数个前视点的高程。综上所述，高差法和仪高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。必须注意 ①前视与后视的概念一定要清楚，不能误解为往前看或往后看所得的水准尺读数。 ②两点间高差AB h 是有正负的，计算高程时，高差应连其符号一并运算。在书写AB h 时，注意h 的下标，AB h 是表示B 点相对于A 点的高差；BA h 则表示是A 点相对于B 点的高差。AB h 与BA h 的绝对值相等，但符号相反。图2-2 仪高法水准测量

工程水准测量基础知识教案

水准测量基础知识培训教案第一节水准测量原理及工程测量基础概念、工程测量的重要性一、水准测量原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。如图2-1所示， A 、B 两点间高差h AB 为 b a h AB -= （2-1）设水准测量是由A 向B 进行的，则A 点为后视点，A 点尺上的读数a 称为后视读数；B 点为前视点，B 点尺上的读数b 称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。铁路线路的纵断面测量设计就是把铁路线路的各点中桩的高程测量出图2-1 水准测量原理

来，并绘制到一定比例尺的图上进行纵断面的拉坡设计、竖曲线设计、设计高程计算等。在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术，称为“工程测量”。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术。按工程建设的进行程序，工程测量可分为规划设计阶段的测量，施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。取得地形资料的方法是，在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。施工兴建阶段的测量的主要任务是，按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据。一般也要求先建立施工控制网，然后根据工程的要求进行各种测量工作。竣工后的营运管理阶段的测量，包括竣工测量以及为监视工程安全状况的变形观测与维修养护等测量工作。按工程测量所服务的工程种类，也可分为建筑工程测量、线路测量、桥梁与隧道测量、矿山测量、城市测量和水利工程测量等。此外，还将用于大型设备的高精度定位和变形观测称为高精度工程测量；将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量。工程测量是直接为工程建设服务的，它的服务和应用范围包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析，也就是说，测量数据处理也是工程测量的重要内容。在当代国民经济建设中，测量技术的应用十分广泛。在很多工程建设中，

水准测量的基本原理

§2.1 水准测量的基本原理教学目的：1、掌握水准测量原理 2、会用高差法计算两点间的高差 3、会用视高法计算前视点的高程，并且知道视高法的使用条件教学重点：目的之1、2、3 教学难点：目的之1、2 教学方法：讲练结合课时：2课时教学过程：一、组织教学：二、授新课：水准仪的作用:提供一条水平视线. 原理：利用水平视线，借助水准尺直接测量各点间高差，然后根据已知高程推算待求高程。ｈAB =ａ-ｂ

两点的高差为后视读数减去前视读数，高差可正可负，hAB为正说明B点比A点高，hAB为负说明B点比A点低。 HB＝HA＋hAB=HA＋（a－b）-----高差法例1：图中已知A点高程HA=452.623m，后视读数a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。解：B点对于A点高差： hAB=1.571－0.685=0.886m B点高程为： HB＝452.623＋0.886＝453.509m 例2：已知A点桩顶标高为90.10，后视A点读数a＝1.217m，前视B点读数b＝2.426m，求B点标高。

解：B点对于A点高差： hAB＝a－b＝1.217－2.426＝－1.209m B点高程为： HB=HA＋hAB＝90.10＋（－1.209）＝88.891m B点高程也可以通过仪器视线高程Hi，求得视线高Hi＝HA＋a 待定点高程HB＝Hi－b 例3：图2.3中已知A点高程HA=423.518m，要测出相邻1、2、3点的高程。先测得A点后视读数a=1.563m，接着在各待定点上立尺，分别测得读数b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。解：先计算出视线高程

水准测量的基本原理

§ 2.1 水准测量的基本原理教学目的: 1、掌握水准测量原理 2、会用高差法计算两点间的高差 3、会用视高法计算前视点的高程，并且知道视高法的使用条件教学重点: 目的之1、2、3 教学难点: 目的之1、2 教学方法: 讲练结合课时: 2课时教学过程: 组织教学: 授新课: 水准仪的作用：提供一条水平视线. 原理：利用水平视线，借助水准尺直接测量各点间高差，然后根据已知高程推算待求高程。

两点的高差为后视读数减去前视读数，高差可正可负， hAB 为正说明B 点比A 点高，hAB 为负说明B 点比A 点低。例1图中已知A 点高程HA=452?623m ，后视读数a=1.571m ，前视读数b=0?685m ,求B 点高程。解：B 点对于A 点高差: hAB=1?571 - 0?685=0?886m B 点高程为: HB = 452.623+ 0.886= 453.509m 例2:已知A 点桩顶标高为90.10,后视A 点读数 a = 1.217m ，前视B 点读数b = 2.426m ,求B 点标高。HB = HA + hAB=HA +(a -b ) 高差法 H A 亠a H A 1厂「前进方向大地水准面

hAB = a -b = 1.217— 2.426=- 1.209m 解: B 点对于A 点高差 : ?视线高 Hi =HA + a ?待定点高程 HB = Hi - b it X Jr 、、、杠例3:图2.3中已知A 点高程HA=423?518m ，要测出相邻1、2、3 点的高程。先测得A 点后视读数a=1.563m ,接着在各待定点上立尺, 分别测得读数 b1=0?953m , b2=1.152, b3=1?328m 。解：先计算出视线高程 B 点高程为: ? B 点高程也可以通过仪器视线高程 Hi ,求得