關(guān)于GPS RTK技術(shù)在大型露天礦山測量中的實踐分析

李愛民

摘要：眾所周知，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都已經(jīng)熟練地應(yīng)用，近年來，出現(xiàn)了一種新的技術(shù)——GPS RTK技術(shù)，伴隨著GPS接收機(jī)定位精度的提高，現(xiàn)在GPS RTK技術(shù)廣泛用于各種測量領(lǐng)域。本文就從GPS RTK技術(shù)的工作原理以及工作流程入手，分析GPS RTK技術(shù)在大型露天礦山測量中擁有的優(yōu)勢以及在實踐過程出現(xiàn)的問題并提出自己的見解。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù)；露天礦山；測量；實踐

一般礦山測量指的就是礦山控制、礦山工程、礦山地形等的測量，還有礦山地形圖繪制等。主要目的就是在礦山的建設(shè)開采中，為礦山的規(guī)劃、勘探、生產(chǎn)、運(yùn)營、管理以及礦山報廢等進(jìn)行的測繪。傳統(tǒng)的測量技術(shù)不成熟，耗時耗力，而且精度不夠。GPS-RTK技術(shù)被熟知的就是高精度、高效率、全天候、操作簡便、多功能、應(yīng)用廣泛等，尤其是在高海拔地區(qū)，大大減少了測量的工作量，提高了露天礦山測量的工作效率。

一、GPS RTK技術(shù)的特點(diǎn)及工作原理

1、GPS RTK技術(shù)的特點(diǎn)

GPS實時動態(tài)測量簡稱為RTK（Real-Time-Kinematic），又稱為載波相位差分技術(shù)，是一種可以實時處理兩個測站點(diǎn)載波相位觀測量的方法。它可以實時地提供測站點(diǎn)指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并且能夠達(dá)到厘米級的精度。在使用RTK技術(shù)的作業(yè)模式時，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將觀測值以及測站坐標(biāo)信息傳送給流動站。流動站不但要通過數(shù)據(jù)鏈接收數(shù)據(jù)，同時要采集GPS觀測到的數(shù)據(jù)，并且要在系統(tǒng)內(nèi)形成差分觀測值再進(jìn)行實時處理，流動站可以是靜止的狀態(tài)，也可以是運(yùn)動的狀態(tài)。

2、GPS RTK技術(shù)的工作原理

基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)鏈和流動站組成了實時動態(tài)（RTK）定位系統(tǒng)，要保證實時動態(tài)的檢測就要建立無線數(shù)據(jù)通訊，它的原理就是以精確度比較高的控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安裝一臺接收機(jī)做參考站，開始對衛(wèi)星連續(xù)觀測，流動站安裝的接收機(jī)接收衛(wèi)星信號時通過無線電傳輸設(shè)備接收到基準(zhǔn)站上觀測的數(shù)據(jù)。然后流動站上的計算機(jī)會根據(jù)相對定位的原理實時得出流動站的三維坐標(biāo)和測量的精度，這樣在礦山測量的過程中就可以實時檢測情況，而且十分精確，節(jié)省了測量的時間，從而提高了工作效率。

二、GPS RTK 技術(shù)在大型露天礦山測量中的實際操作

現(xiàn)代的礦山生產(chǎn)中普遍都在使用現(xiàn)代化設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，這樣也使礦山的規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量也隨之提高，但是在這種情況下，就要求對于露天礦山的測量要足夠迅速準(zhǔn)確的提供資料監(jiān)控指導(dǎo)礦山的生產(chǎn)。由于露天礦山的作業(yè)始終都處于動態(tài)中，這些環(huán)節(jié)都需要測量和指導(dǎo)，此外，露天礦山作業(yè)在露天的場所下進(jìn)行，就會受到氣候環(huán)境的影響，如果是雨雪天或者是干旱汛期，這些都影響儀器的使用。露天的礦山生產(chǎn)很難實現(xiàn)封閉式的生產(chǎn)，因為其采場以及排土場始終都與外界相連，所以，露天礦山具有開放性的特點(diǎn)，這樣就要求對礦山實時檢測，以此來避免發(fā)生災(zāi)害。

1、測繪礦山大比例尺地形圖

為了滿足礦山的生產(chǎn)建設(shè)，就需要測繪礦山大比例尺地形圖，使用傳統(tǒng)的方式測圖，要先建立控制網(wǎng)，接著進(jìn)行碎部測量，最后才可以繪制出大比例尺地形圖。這種方式工作量極大，會花費(fèi)很長的時間，并且每組需要3-4個人，造成人力的浪費(fèi)。而采用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測量，設(shè)置好基準(zhǔn)站就可以自動工作，只需一個人操作，而且能夠得到精確的坐標(biāo)等信息，然后在室內(nèi)就可以使用軟件繪成地形圖。而且這種方式采集速度較快，降低了測圖的難度，真正做到省時省力。

2、露天礦山的采剝量的驗收

大型的露天煤礦，每月的剝離量很大，一般根據(jù)工程的性質(zhì)，每個月都要對煤礦的采剝量進(jìn)行驗收。傳統(tǒng)的驗收方法，要先在采場的周圍設(shè)置控制點(diǎn)，而且還要要保持點(diǎn)間通視，必要時要引測到采場的內(nèi)部進(jìn)行碎部測量。由于工作量較大，需要提前一周完成驗收工作，而且為了保證精準(zhǔn)度，每次在工作前都要對控制點(diǎn)進(jìn)行檢查。但是采用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測量就不需要這么繁瑣，只要設(shè)置好主機(jī)，就可以同時采集多個流動站進(jìn)行，只需要架設(shè)好主機(jī)，即可同時采用多臺流動站進(jìn)行采場現(xiàn)狀碎部點(diǎn)的采集工作。由于每個采集點(diǎn)都是獨(dú)立測量的，所以也不存在積累誤差的情況。使用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測量很短的時間內(nèi)就可以完成采場采剝量的驗收，不僅提高了精確度還提高了工作效率。

3、鉆孔的測量及放樣

采用GPS RTK測量技術(shù)在一個控制點(diǎn)上架設(shè)好基準(zhǔn)站，啟用其他的控制點(diǎn)就可以同時采用多臺流動站對鉆孔坐標(biāo)進(jìn)行測量。測量的工作人員只需要把各鉆孔的坐標(biāo)輸入GPS手簿中，采用GPS RTK點(diǎn)放樣功能就可以將鉆孔點(diǎn)位標(biāo)定到實地的位置。

三、GPS RTK技術(shù)在應(yīng)用時的注意事項

1、測點(diǎn)選在開闊處

GPS RTK在礦山測量中具有很多優(yōu)勢，但是這項技術(shù)是建立在衛(wèi)星定位的基礎(chǔ)上的，測點(diǎn)的選址就要求視野開闊，在礦洞內(nèi)、樹木下、陡坎高房旁等對衛(wèi)星有遮擋的位置都會造成儀器不能工作或者是測量質(zhì)量下降，所以在礦山生產(chǎn)工作前要熟悉了解測區(qū)的情況對測點(diǎn)進(jìn)行選址。

2、避開外界電磁波的干擾

GPS RTK 測量技術(shù)在基站和流動站間的聯(lián)系是依靠脈沖信號的，所以在GPS RTK 技術(shù)進(jìn)行作業(yè)時要盡量避開外界電磁波的干擾，在存在干擾的環(huán)境中應(yīng)該延長觀測的時間確保測量的精確度。

3、減輕測繪工具的重量

GPS RTK 測量技術(shù)所使用的設(shè)備要比普通方法要重的多，這樣就增加了測繪人員的操作難度，設(shè)備不易于移動，所以在設(shè)計產(chǎn)品時，要盡可能的減輕設(shè)備的重量，來減輕工作人員的負(fù)擔(dān)。

4、設(shè)備的充電問題

流動站的電力設(shè)備中，電池的電量有時會出現(xiàn)滿足不了長時間作業(yè)的需求，這樣就會造成作業(yè)的中斷，影響作業(yè)的進(jìn)度，所以在山區(qū)或者是人煙稀少的地方要考慮到設(shè)備充電的問題。

5、嚴(yán)格規(guī)范地操作

在使用GPS RTK 測量技術(shù)時要注意減少人為因素對測量結(jié)果精準(zhǔn)度的影響，得到的控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸入手簿時要進(jìn)行仔細(xì)地檢查，避免輸入錯誤導(dǎo)致的返工，避免費(fèi)時費(fèi)力。

結(jié)語：

GPS RTK 測量技術(shù)是一種新的測繪技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成功地在各行各業(yè)運(yùn)用，當(dāng)然也包括大型露天礦山測量在內(nèi)，在測量過程中，它獨(dú)特的優(yōu)勢在測量過程中得以體現(xiàn)。雖然還存在著一些不足，但是這種技術(shù)可以降低測量工作人員的工作難度，進(jìn)而可以提高工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張應(yīng)學(xué).GPS在礦山測量中的工作原理及應(yīng)用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（05）.

[2]賈志忠.GPS在礦山測量中的工作原理及應(yīng)用分析[J].科技資訊，2011（03）.

[3]馬健. RTK技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用[J].露天采礦技術(shù)，2010（03）.

[4]張忠.基于GPS RTK的礦山地形工程測量方法研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（07）.endprint