GPS—RTK技術在礦山測量中的應用探究

摘 要：作為一種先進的礦區(qū)測量技術，GPS-RTK技術現(xiàn)在在礦區(qū)測量工作當中得到了極為廣泛的應用。文章針對GPS-RTK技術的的工作原理進行了分析，并且探討了會使GPS-RTK技術在礦山測量中的應用。

關鍵詞：GPS-RTK技術；礦山測量；應用

銅礦資源作為國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源，為世界各國經(jīng)濟、社會發(fā)展提供了重要的物質支撐。銅礦開采工作的重點就是山區(qū)露天和井下開采，由于人為建設導致的各種特殊情況經(jīng)常出現(xiàn)在礦區(qū)范圍之內，因此經(jīng)常出現(xiàn)了控制點不通視以及地面測量控制點被嚴重破壞的情況，而采用傳統(tǒng)的測量技術很難保證測量的精度以及效率。在這樣的背景下，GPS-RTK技術現(xiàn)在在礦區(qū)測量工作當中得到了廣泛的應用。

1 GPS-RTK技術應用原理

作為GPS測量發(fā)展中的一項突破，GPS-RTK技術的主要構成部分包括三方面的內容，也即是軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、以及GPS接收機。其工作原理為：GPS接收機至少要有2臺，1臺為流動站，1臺為基準站，要保證2臺接收機能夠進行同時工作，在對測站的載波相位觀測量進行處理的時候選擇載波相位差分技術，從而實現(xiàn)實時處理。PTK定位技術能夠將在指定坐標系中的測站點三維定位結果及時地提供出來?；鶞收窘邮諜C能夠通過對基準站系統(tǒng)的運用對具有較強可用性的衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)進行采集，然后向無線電發(fā)射臺進行輸送。在接到包裝的數(shù)據(jù)后，發(fā)射電臺可以廣播這些數(shù)據(jù)，GPS接收機在流動站當中可以對本機的原始數(shù)據(jù)進行采集，同時可以將流動站的坐標計算出來。攜帶流動站系統(tǒng)的工作人員正是利用這種原理實施測量工作[1]。

2 GPS-RTK的構成部分

軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、GPS接收設備等一起構成了RTK測量系統(tǒng)。

2.1 軟件系統(tǒng)：其能夠對實時動態(tài)測量軟件系統(tǒng)的功能以及質量起到支持作用，同時還可以有效地保障準確、可靠的測量結果以及可行的實時動態(tài)測量，因此具有十分重要的作用。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸設備：又被稱作數(shù)據(jù)鏈，用戶設備的接收機以及基準站的無線電發(fā)射臺共同組成了數(shù)據(jù)傳輸設備。其主要是以用戶站與基準站之間數(shù)據(jù)的傳輸速度、環(huán)境質量以及距離等作為依據(jù)，科學合理地選擇其功率以及頻率。

2.3 GPS接收設備：因為雙頻觀測值除了具有較高的精度之外，同時在對整周未知數(shù)進行計算的時候還具有快速準確的特點，因此雙頻GPS接收機在用戶站以及基準站上都有所涉及。如果基準站服務于數(shù)量較多的客戶，那么就要選擇與用戶接收機的最高采樣率相同的接收機采樣率[2]。

3 在礦山測量當中GPS-RTK技術的具體應用

大量的圖紙的測繪在礦區(qū)各項建設工作當中具有十分重要的作用，現(xiàn)在銅礦資源在我國的需求量變得越來越大，所以各地區(qū)都加緊了對銅礦的開采，這樣直接導致礦區(qū)的地表出現(xiàn)了十分巨大的變化，要想將準確的信息提供給決策者，就必須要充分重視圖紙的現(xiàn)實性。在這樣的情況下，礦山測量工作者需要不斷的補充并且檢測現(xiàn)有的礦區(qū)地形圖，同時還要對大量的規(guī)劃地形圖以及專用地形圖進行測繪，由于GPS-RTK技術的應用，使得繪圖工作者的工作顯得更加地便利。

3.1 建立和使用礦區(qū)控制網(wǎng)

控制點之間相互通視是常規(guī)控制測量的要求，但是其具有不均勻的精度以及較為復雜的作業(yè)程序。在進行控制測量工作的時候對GPS-RTK技術予以應用能夠將定位結果迅速得出來，并且還可以對定位精度予以明確，從而使作業(yè)效率得到了極大地提升。

GPS-RTK技術的運用能夠使礦區(qū)控制網(wǎng)的要求得到充分地滿足，GPS控制網(wǎng)如果在幾個點同時運用就能夠將一個完整的礦區(qū)覆蓋起來。而且GPS-RTK技術還具備厘米級的精度，所以在礦區(qū)進行控制網(wǎng)的布設過程中運用GPS-RTK技術除了能夠滿足規(guī)范的精度要求之外，同時還具備省時省力以及快捷方便的優(yōu)勢。

3.2 對坐標轉換參數(shù)進行求取

要想使原始大地的經(jīng)緯坐標系統(tǒng)能夠在GPS-RTK技術當中向著當?shù)刈鴺讼到y(tǒng)的形式進行轉換，就應該先將坐標轉換參數(shù)計算出來。在這個過程中需要建立不少于三個的高精度的當?shù)刈鴺酥?，然后才能夠將坐標轉換參數(shù)求取出來。利用GPS-RTK技術就能夠將坐標轉換參數(shù)快速的求取出來。

3.3 測量礦區(qū)地面形變

對地面點的高程以及水平位置等在不一樣的時間段進行測定，然后在對比分析測量之前的數(shù)據(jù)，最終將地面點位的下沉值以及水平位移等數(shù)據(jù)得出來，這樣就能夠將科學的依據(jù)提供給變形的分析和預測工作。通常都會采用地變形監(jiān)測網(wǎng)的形式來完成這項工作，首先將形變觀測點以及基準點布設在礦區(qū)地面，然后通過對全站儀的運用將監(jiān)測網(wǎng)的角度以及邊長測定出來，采用水準儀針對測點間的高差進行測量，最終將監(jiān)測網(wǎng)點的高程以及水平位置計算出來。在礦區(qū)地面形變測量工作中采用GPS靜態(tài)相對定位技術，可以利用多項式曲面擬合、坐標轉換、數(shù)據(jù)處理以及實例的計算分析等方式取得良好的測量效果。

3.4 測量礦區(qū)工程

作為測量工作中的一項重要任務，礦區(qū)的測量工作同時還是一個難點。這是因為很多工作區(qū)域都屬于丘陵區(qū)以及山區(qū)的地貌，往往具有較差的通視條件、較高的森林覆蓋率以及比較稀疏的國家控制點密度。所以采用常規(guī)的測量手段進行礦區(qū)工程的測量往往很難使礦區(qū)工程測量的效率以及精度要求得到滿足。然而GPS-RTK技術不僅可以在上述的測量當中進行應用，同時還可以廣泛的應用于其他的工程測量當中，并且可以對在效率和精度方面常規(guī)測量的不足進行彌補。在礦區(qū)的測量工作當中，GPS-RTK技術可以很好地完成鉆孔的放樣、測繪礦區(qū)地形地貌圖、露天采場工作量驗收以及縱、橫斷面圖的測量等工作[3]。

4 在測量過程中GPS-RTK技術應用的注意事項

4.1 要想使測量的精度得到保證，就應該保證在10km之內的移動站和基站間的距離，這是由于在測量過程中GPS-RTK技術存在著一定的誤差來源，其中包括點位對中誤差以及多路徑效應等。

4.2 因為內業(yè)成圖是進行外業(yè)測量的最終目標，所以一旦具有較多的測量點，要想保證成圖的精確性，還是需要采用草圖繪制的方式進行外業(yè)測量。

4.3 要想將較高的高程定位精度得出來，就必須要最大限度的采用測區(qū)均勻分布的控制點聯(lián)測的方式進行測量作業(yè)，從而能夠保證高程轉換參數(shù)的精確性[4]。

5 結束語

相對于傳統(tǒng)的觀測方式，GPS-RTK技術具有較高的自動化以及集成化特點，因此能夠使動態(tài)測量和經(jīng)?；牡V區(qū)測量需要得到充分地滿足，所以在礦山工程的測量工作當中GPS-RTK技術的發(fā)展前景十分的廣闊。由于具有不受距離以及環(huán)境限制的特點，再加上具有較高的精度，所以GPS-RTK技術可以很好地適應局部重點工程地區(qū)以及具有困難的地形條件地區(qū)的測量工作。GPS-RTK技術可以將所在位置的空間三維坐標迅速得出來，從而將礦山測量的模式徹底的改變了。只要針對GPS-RTK技術進行精心施測以及科學設計，必然會在礦山的測量工作中得到更為廣泛的應用。

參考文獻

[1]王剛，郭廣禮，李伶.GPS-RTK在山區(qū)煤礦測繪與測設中的應用[J].中國礦山工程. 2012（02）.

[2]于國強，岳建英，邸偉.GPS-RTK技術在礦區(qū)測量中的應用[J].山東煤炭科技. 2013（04）.

[3]戴洪寶，孟魯閩，賀園園.GPS-RTK技術在地籍測量上的應用[J].科技信息. 2013（07）.

作者簡介：朱潤秋（1978-） 男，湖南新化人，大專，測量助理工程師。