RTK技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

紀勇

摘要：RTK是一種新興的測繪技術(shù)，因其能高效精確地獲取目標地物的坐標信息，已廣泛應(yīng)用于測繪等領(lǐng)域。由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，對礦山的開采提出了新的要求，如何快速大量獲取礦區(qū)地表地形信息，已經(jīng)成為測繪工作者需要研究的一個課題。隨著礦區(qū)開采的進行，測量工作者需要對礦區(qū)地形圖進行不定期的補測并測繪大量的地形、地籍圖，其工作量很大，傳統(tǒng)測繪方法已經(jīng)很難滿足礦區(qū)的發(fā)展需求。本文結(jié)合礦山測量的特點，闡述和分析了RTK技術(shù)在礦區(qū)中應(yīng)用的優(yōu)勢，并就其作業(yè)中遇到的問題進行了分析。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù) 礦山測量

1 概述

礦山測量中需要獲取礦區(qū)地表的大量地形圖等信息，礦區(qū)地形圖和地籍圖對于礦區(qū)開采管理、礦區(qū)復(fù)墾、生態(tài)治理和整體規(guī)劃等有重要作用。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，GPS測量已經(jīng)從原來的靜態(tài)和快速靜態(tài)發(fā)展為更靈活的動態(tài)差分DGPS以及載波相位差分RTK。國家等級三角控制網(wǎng)和水準網(wǎng)的建立以及常規(guī)的平面控制測量都需要用到GPS，對于需要快速獲取信息的工程，利用GPS靜態(tài)作業(yè)配合快速靜態(tài)作業(yè)進行數(shù)據(jù)采集，能夠大大提高作業(yè)效率。礦山測量中的沉降觀測、地形測量、勘探鉆孔放樣等，都需要實時獲取高精度的測量結(jié)果，傳統(tǒng)測量方法獲取數(shù)據(jù)的速度較慢，成本較高并且精度也較低，而利用RTK技術(shù)能夠很好地解決這些問題。

2 RTK的技術(shù)簡介

2.1 工作原理與系統(tǒng)組成 RTK技術(shù)，即動態(tài)載波相位差分GPS。該系統(tǒng)中至少應(yīng)包含兩臺GPS接收機，其中一臺安置在基準站上，另一臺或若干臺分別安置在不同的流動用戶站上。基準站應(yīng)設(shè)在坐標已知的點上，且觀測條件較好的位置上。作業(yè)期間，基準站的接收機應(yīng)連續(xù)跟蹤全部可見GPS衛(wèi)星，并將觀測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實時地發(fā)送給用戶站。由基準站得到GPS差分改正值，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或無線電方式實時傳遞給流動站，流動站既要接收來自基準站的數(shù)據(jù)，又要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，利用獲取的差分觀測值對數(shù)據(jù)進行實時處理，經(jīng)差分改正后解算出流動站的實時位置，整個作業(yè)過程僅僅需要幾秒鐘。

2.2 RTK的技術(shù)優(yōu)點

2.2.1 效率高。在通常的地形測量中，RTK只要在信號覆蓋之內(nèi)其作業(yè)人員僅需1人，按照測區(qū)現(xiàn)場的地形地貌可邊走邊測，不需搬站。其作業(yè)流程充分說明了RTK具有很高的作業(yè)效率，可以大大降低測繪工作者的外業(yè)強度，減少了作業(yè)時間，節(jié)約了成本，提高了效率。

2.2.2 精度高，數(shù)據(jù)可靠，誤差傳播少。按照RTK的作業(yè)要求進行的數(shù)據(jù)采集，通常認為其作業(yè)半徑為4km，此時RTK的高程精度和平面精度能夠達到厘米級。目前RTK技術(shù)的測量精度為：平面10mm+2×10-6m，高程20mm+2×10-6m。

2.2.3 作業(yè)限制條件較少。RTK技術(shù)依靠無線電磁波進行通信，因此不需要光學(xué)通視，相對于傳統(tǒng)測量來說，其受通視條件、地形、天氣等因素的限制較小。RTK能夠在地形地貌復(fù)雜的山區(qū)作業(yè)，而且只需幾秒鐘就能得到目標的位置三維坐標，因此相對傳統(tǒng)測量有很大的優(yōu)勢。

2.2.4 RTK作業(yè)功能強大，自動化程度高。借助無線通訊等手段可實現(xiàn)RTK的內(nèi)外業(yè)測繪，大大減少了野外工作的時間。安裝有軟件控制系統(tǒng)的流動站，能夠在無人為干預(yù)的條件下完成各種測量任務(wù)，其自動化程度高，大大減少了輔助測量工作，避免了人為誤差，使獲取的數(shù)據(jù)具有更高的可靠性。

2.2.5 作業(yè)方便，容易操作，具有很強的數(shù)據(jù)處理能力。在進行RTK作業(yè)時只需開始時對基站和手簿進行簡單操作和設(shè)置，就可以進行測量和放樣了。其自身所帶的軟件系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)的采集存儲、數(shù)據(jù)輸入和編輯，還能夠?qū)?shù)據(jù)進行導(dǎo)出和轉(zhuǎn)換，能與計算機設(shè)備很好的兼容，方便數(shù)據(jù)傳輸和通信，具有入手簡單等優(yōu)勢。

3 RTK技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

RTK技術(shù)在礦區(qū)地形地籍圖測繪中有重要作用。相比傳統(tǒng)的常規(guī)測量，如全站儀測量和水準測量來說，RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)目標的實時動態(tài)測量，能夠很好地滿足野外地形測量的需要，對作業(yè)條件要求少，使用方便，而且其精度和效率都非常高。在礦區(qū)缺乏測量資料的地區(qū)，RTK可以方便地獲取當?shù)氐娜S坐標，而不需要借助全站儀等傳統(tǒng)設(shè)備進行礦區(qū)聯(lián)測。RTK在礦山測量中必須嚴格按照操作規(guī)程進行，以下著重結(jié)合RTK的具體操作分析了在礦區(qū)測量作業(yè)時應(yīng)注意的問題。

3.1 基準站的安置。基準站既可以架在已知點上，也可設(shè)在未知點上。但是要求基準站加設(shè)位置能夠充分發(fā)揮電臺的作用，通常應(yīng)選擇地勢較高，空曠無遮擋的區(qū)域，而且最好選擇測區(qū)的中心，這樣電臺的覆蓋范圍較廣。在基準站200m的范圍內(nèi)應(yīng)避免干擾源和GPS信號反射源，以防止數(shù)據(jù)鏈的丟失和多路徑效應(yīng)。

3.2 流動站配置。按規(guī)程將流動站各配件組裝連接好。設(shè)置工程項目等手簿管理信息，輸入當?shù)氐淖鴺宿D(zhuǎn)換參數(shù)，按作業(yè)要求設(shè)置采樣率和高度截止角等。在礦區(qū)放樣時，應(yīng)提前將需要放樣的放樣點坐標信息輸入進手簿，并檢查是否正確，這樣可以為外業(yè)作業(yè)節(jié)省時間并避免作業(yè)失誤。

4 結(jié)語

GPS-RTK是新型的測量技術(shù)，具有精度好、成本低、效率高等特點，其在礦山測量中的應(yīng)用日漸突出。只有進一步地完善和推廣GPS-RTK技術(shù)，不斷改進作業(yè)方式，才能適應(yīng)新的作業(yè)環(huán)境，更好地服務(wù)于礦山測量等領(lǐng)域。

參考文獻：

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