GPS—RTK技術在礦山測量中的應用

摘要：GPS-RTK技術的使用原理在本文做了簡要的介紹，文章中對GPS-RTK技術在礦山測量中的應用情況也做了基本闡述，GPS-RTK技術用于礦山測量中有利也有弊，本文對GPS-RTK技術在礦山測量中實際應用中遇到的問題做了簡要分析，并且提出了相關的舉措，旨在為以后GPS-RTK技術在礦山測量中的應用提供一些借鑒。

關鍵詞：GPS-RTK技術；礦山測量；應用情況

0引言

GPS技術的使用范圍是非常廣泛的，已經(jīng)涉及到我們生活和工作的各個方面。GPS技術的種類繁多，一般來說主要有網(wǎng)絡實時動態(tài)定位技術（NetworkRTK），實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK），靜態(tài)定位技術，全球動態(tài)定位技術（GlobalRTK）以及廣域差分技術（WADGPS）等。目前，實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）已經(jīng)逐漸用于礦山測量行業(yè)當中，本文對其應用情況進行詳細闡述，實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）用于礦山測量中的方方面面，比如可以加密礦區(qū)的控制點，可以測量地形，對近井點、鉆孔、坑口、探槽、地質點以及剖面點等具體位置進行放樣，實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）還可以用于地質填圖以及作業(yè)調度等。

1 實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）系統(tǒng)簡介

1.1實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）基本工作原理

實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）測量技術是一種實時差分GPS（RTDGPS）的測量技術手段，將載波的相位觀測數(shù)據(jù)作為依據(jù)。實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）的基本原理較為簡單，就是將一部GPS接收機安裝在基準站上面，然后連續(xù)的觀測所有能看見的GPS衛(wèi)星，還要將觀測得到的數(shù)據(jù)及時的反送到地面的用戶觀測點，這一公共是經(jīng)過無線電傳輸設備完成的。在地面用戶點處，GPS可以一邊接受衛(wèi)星信號，一邊使用相對定位的原理將得到的觀測數(shù)據(jù)進行計算并且同時將其顯示在三維坐標上面，這一工作是經(jīng)過無線電傳輸設備完成的，精度非常高，一般來說可以達到厘米的等級。由于整個過程是一個實時的過程，因此用戶觀測站的結果以及檢測基準站的結果是有一定的收斂性的，所以就可以進行計算準確性的判斷，這樣可以大大的減少觀測的時間，還可以將觀測工作進一步簡單化。

1.2 RTK測量系統(tǒng)的組成結構

RTK測量系統(tǒng)的組成是較為復雜的，一般來說主要由GPS接收設備、軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成。

1.2.1GPS接收設備

一般情況下，雙頻GPS接收機要分別設置在用戶站以及基準站上面。雙頻GPS接收機的測量值的精度是非常高的，還可以對整周未知數(shù)進行迅速的計算，其結果也具有很高的準確性。如果基準站同時服務于多個用戶，那么它的雙頻GPS接收機和用戶站的雙頻GPS接收機采用相同的頻率。

1.2.2軟件系統(tǒng)

實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）要保證自身的可行性，測量結果的準確性以及可靠性，要做到這些，就要求支持實時動態(tài)定位技術（GPS-RTK）的軟件系統(tǒng)過硬，有出色的功能和質量，軟件提供的一個極大優(yōu)點就是可以對整周未知數(shù)進行迅速計算，還有很多的作業(yè)模式，比如準動態(tài)，快速靜態(tài)等，軟件系統(tǒng)也可以對計算的結果進行及時的評價與分析。

1.2.3數(shù)據(jù)傳輸設備

數(shù)據(jù)傳輸設備也是我們平時說的數(shù)據(jù)鏈，一般有用戶站的接收機以及基準站的無線電發(fā)射設備所組成，數(shù)據(jù)傳輸設備的使用頻率和功率主要是根據(jù)傳輸?shù)木嚯x，傳輸?shù)沫h(huán)境以及傳輸?shù)乃俣冗M行確定的。

2 GPS技術在礦山測量中的應用

2.1作業(yè)準備工作

進行GPS工作之前，要及時踏勘測量區(qū)域，并且結合礦山測量的特點進行作業(yè)的準備工作，這些準備工作主要包括以下幾點：

首先要根據(jù)礦山工程項目的特點擬定一個工程名稱；其次是設置參數(shù)，流動站以及基準站的數(shù)據(jù)采樣率分別為1～2S以及4～5S，高度截止角一般來說控制在10度。然后轉換已知坐標的參數(shù)；最后進行工程放樣，在這項工作之前，還輸入每一個點的線路方位角以及設計的坐標，這樣可以保證放樣的準確和及時。

2.2對測量區(qū)轉換參數(shù)進行確定

礦山測量工作是在獨立坐標系上進行的，也可以在北京坐標系上進行，這樣就有兩種坐標系與WGS-84坐標的轉換的問題，RTK的作業(yè)過程使用的是實時的當?shù)刈鴺?，因此坐標的轉換工作變得至關重要。

一般來說，對于大型的礦山測量工程，進行RTK作業(yè)時，可以實現(xiàn)測定轉換參數(shù)，這樣就可以將基準站坐標以及參數(shù)直接進行輸入。也可以使用高等級控制點針對于兩種坐標形式進行計算，這樣就可以得到轉換參數(shù)。

2.3基準站的安置方法

基準站的安置要滿足一定的條件，這樣才能保證觀測的效率以及精度。通常情況下，基準站可以安置在條件好的位置地點，還可以安置在已知的精確坐標點上。對于安置地勢的選擇，盡量選擇無遮擋的較高地勢處，并且要求選擇的地點有很好的電臺覆蓋情況，測區(qū)的選擇應該定位中間地區(qū)?；鶞收镜?00m范圍內(nèi)應該沒有干擾源，比如高壓電線以及無線電發(fā)射臺等，這些干擾源會導致數(shù)據(jù)的丟失?；鶞收镜奶炀€的設置要定在GPS接收機主機的北方方向。

2.4GPS-RTK測量和放樣情況

在計算好坐標系統(tǒng)的轉換參數(shù)之后，進行基準站的設置，礦山測量區(qū)的GPS衛(wèi)星可以看見5顆以上并且PDOP值小于6的情況下，一般經(jīng)過很短的時間就能將初始化完成，與此同時得到一個固定解。一個移動站只需要一個人就可以進行操控，作業(yè)之前要檢查好已知的控制點，然后使用GPS電子手簿進行數(shù)據(jù)的采集或者放樣作業(yè)。每一個點的采集時間控制在1～10S之間。RTK系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作比較簡單，將實測的坐標經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)就可以存到計算機上，然后就可以驚醒整理，判斷和分類了，最后需要的文件可以進行打印。

3RTK技術的特點

RTK技術和傳統(tǒng)的測量技術相比有很多優(yōu)點，不會受到地形以及季節(jié)等外部因素的影響，所以RTK技術的測量精度較高，效率也相當可觀。傳統(tǒng)的測量方法，在通視效果不好的情況下幾乎不能測量，RTK技術可以很好的面對這些問題。

RTK技術的定位十分準確，所以測量的數(shù)據(jù)十分可靠，對于通視條件沒有要求。在控制點不足的情況下以及地形復雜的測量區(qū)域都可以進行正常使用，RTK技術可以實現(xiàn)高精度以及迅速的定位。

RTK技術的作業(yè)集成度較高，測繪能力高，自動化能力高。RTK技術一般來說適用性非常強，可以用于礦山的各種測量工作，測量時不需要人工也可以計算整周未知數(shù)，這樣使得測量的工作量大大減少，有利于自動化的逐步實現(xiàn)。RTK技術的操作十分簡單，并且綜合效益非常高。

6RTK技術存在的問題以及舉措

RTK技術的在礦山測量的中的應用前景勢不可擋，不過礦山工程的環(huán)境非常復雜，對RTK技術的運用造成了一定阻礙，比如森林和山谷等等。下面對RTK技術在礦山測量中的問題進行總結，并針對這些問題提出相關舉措。

6.1觀測的儀器是否處于正常狀態(tài)

每一個觀測儀器的狀態(tài)會直接影響到數(shù)據(jù)的準確性，因此，在觀測前期，中期還有觀測結束前一段時間要比對已知點的數(shù)據(jù)，這樣就可以確定觀測儀器是否處于正常狀態(tài)。

6.2在某些地域RTK技術不能正常使用

在高山峽谷的地區(qū)以及沒有衛(wèi)星覆蓋的地區(qū)等，RTK技術的使用是有限的，所以在測量的過程中要與航空攝影測量相結合。

6總結

隨著社會的進步和科學的發(fā)展，GPS-RTK技術在礦山測量中的應用越來越多，由于它具有速度快以及測量人員少等優(yōu)點，因此GPS-RTK技術的使用大大的提高了工作的效率。GPS-RTK技術也在不斷的完善當中，努力尋求更加先進的工作方法，隨著GPS-RTK技術的發(fā)展，在礦產(chǎn)測量中的運用會更上一個新的臺階。

參考文獻：

[1] 劉基余，等.GPS測量原理及其應用[M].北京：測繪出版社，2002.

[2] 羅斐，邵金強.RTK技術在公路測量中的綜合應用[J].地礦測繪，2006，22（4）：39～40.

[3] 宋秉紅，等.RTK技術在城市測量中的應用[J].測繪通報，2005，8.