GPS—RTK測量技術在礦山的應用

金長林 賈永安 宋宇佳

摘要：本文重點分析了GPS-RTK測量技術以及在礦山測量的應用，以供參考。

關鍵詞：GPS-RTK;概述;優(yōu)勢;問題;應用

前 言

隨著測繪技術的快速發(fā)展，GPS-RTK技術在礦山中應用廣泛，相比于傳統(tǒng)的測量技術具有明顯的優(yōu)勢，取得了很好的效果。

一、GPS—RTK技術概述

全球定位系統(tǒng)Global Positioning System簡稱為GPS。由美國最早研發(fā)成功，緊接著開始為軍事的發(fā)展而服務，主要目的是定位和導航，而且具有全天候、實時定位的特點。工作中的GPS是利用三十多顆人造衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)發(fā)射信號，但是GPS接收機只需要接收四顆或四顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號，就可以分析解算出接收機所在的三維位置信息。RTK主要是運用GPS中相位的差分技術，REAL-TIMEKINEMAT-IC是它的全稱，又叫實時動態(tài)差分法。它能夠在野外，對某一點實時進行動態(tài)測量，而且精度非常高，測量效率也非常快，有的精度能夠達到厘米級。由此可見，GPS-RTK技術的誕生是人類測繪快速進步，因為它促進了工程放樣、工程測量和地形測圖的發(fā)展，使準確度和工作效率得到了提升，令測量數(shù)據(jù)更加的可信，更加的科學。

二、GPS-RTK技術具有的優(yōu)勢

1.減少了作業(yè)要求。之前的測量方法作業(yè)量通常較多，必要的條也會非常多，然而GPS-RTK技術，只要具備電磁波通視的必要條件就可以進行相應的測量工作。而且GPS-RTK技術受外界因素的影響非常小，如：溫度、氣候、季節(jié)等，假如碰到某些地形地勢相當復雜的區(qū)域，也能夠準確的進行測量，在這方面是傳統(tǒng)的測量方法望塵莫及的，從而不能很好的完成測量的工作?，F(xiàn)如今，只要可以滿足GPS-RTK技術基本的要求，就可以準確、快速地完成測量任務，由此可見，測量工作也可以變得簡單方便。

2.工程測量定位精度越來越高。GPS-RTK定位系統(tǒng)與其他定位系統(tǒng)相比較，明顯的優(yōu)勢就是精度高，因此由其得出的數(shù)據(jù)也更加準確。由于GPS-RTK定位系統(tǒng)采用新的差分技術，使數(shù)據(jù)能夠更完整的完成傳輸過程。在外界條件容許的情況下，它的測量精準度能夠達到厘米級。

3.有效地確保了測量的成果。在利用GPS-RTK進行道路測量時，因為它具有較高程度的自動化與集成化，所以其測量所得到的數(shù)據(jù)也是相當精確的，可以達到厘米級的精度。之前的測量方法，在環(huán)境惡劣的地區(qū)進行測量時，通常會出現(xiàn)大量的問題，但是GPS-RTK方法可以在多種不同的環(huán)境下進行準確的測量，流動站的機器，內(nèi)部安裝了軟件控制系統(tǒng)，利用軟件系統(tǒng)自動的進行數(shù)據(jù)處理與傳輸，這樣做有效的避免了人工操作帶來的誤差，進一步確保了測量的精確度。很大程度上降低了測量過程中由于人為因素導致的誤差，在測量的全過程中，主要由計算機來完成操作，這樣既確保了測量數(shù)據(jù)的精準度，又達到了工程測量的目的。

三、當前礦山測量中存在的技術問題

1.對礦山測量技術重視不足

傳統(tǒng)的礦山測量技術根深蒂固，對技術的應用也沒有足夠的重視，過于片面的認識必然會影響到整個礦區(qū)的作業(yè)開展與規(guī)劃建設。對礦山測量的重視程度不足還體現(xiàn)在低相關專業(yè)人才的忽視，測量工作需要深入到礦區(qū)，工作繁雜、工作量大，但是所獲得的工資報酬卻與付出的勞動與技術不成正比，從而會影響到測繪人員的工作積極性，嚴重阻礙了測量先進技術的應用于測量工作效率的提升。除此之外，礦山管理人員將關注的重點投注在產(chǎn)出與安全上，測量技術則淪為生產(chǎn)的附屬品。

2.新型測量技術應用受限

就我國當前的礦山測量整體情況而言，傳統(tǒng)技術仍然占據(jù)著主體地位，新型測量技術的應用受到多方面的限制，如先進設備、技術人才與測量經(jīng)費等問題。礦山測量人員對專業(yè)前沿信息掌握不足，對新技術更是一知半解，技術應用的具體方法和步驟較為混亂，嚴重影響到了測量的精度與效率，使得新型測量技術在應用推廣方面受到羈絆。

3.專業(yè)技術型人才短缺

礦山測量技術作為礦區(qū)工作的重要組成部分，其正常開展除了需要專業(yè)的技術設備之外，相配套的技術人才也是不可或缺的。但是當前，礦山測量的專業(yè)技術型人才短缺，礦區(qū)的工作環(huán)境差、危險性高、工資報酬不理想等，都是的礦山測量技術人員流失嚴重，轉(zhuǎn)而投入到交通、建筑施工等行業(yè)中。

四、GPS-RTK測量技術在礦山的應用

1.在采空區(qū)及邊界內(nèi)地表調(diào)查中的應用

首先將繪制有采區(qū)邊界的采掘工程平面圖（如文件過大可只繪制邊界及采掘工作面單線條）作為底圖保存在RTK手簿所要調(diào)查的文件中。這樣在地表裂隙調(diào)查中可以在流動站手簿屏幕上實時直觀確定流動站在采掘工程平面圖中所處位置，避免了傳統(tǒng)地表調(diào)查的盲目性。

2.在地形測繪中的應用

礦區(qū)井田范圍大多在山區(qū)，地勢較為復雜。山區(qū)樹木比較茂密，傳統(tǒng)測量方法因無法兩點通視而無法進行。GPS-RTK技術恰恰解決了傳統(tǒng)測量兩點間無法通視的弊端。與傳統(tǒng)測量方法相比的優(yōu)點：

2.1克服了傳統(tǒng)測量兩點間無法通視的弊端。

2.2將測區(qū)范圍較大或地形復雜時。將測區(qū)邊界坐標或圖形輸入RTK手簿作為底圖?？梢詫崟r發(fā)現(xiàn)是否超出測量范圍，是否存在漏測區(qū)域，是否存在某個區(qū)域測點密度不夠等，便于及時進行糾正。

2.3縮短了測量時間，降低了勞動強度，減少了測區(qū)控制點的密度。傳統(tǒng)的測量方法外業(yè)至少需要兩個人完成，在山區(qū)、林地不通視的情況下需要多次轉(zhuǎn)站，甚至需要砍伐樹木才能完成。而利用RTK技術進行測量，期間無需轉(zhuǎn)站，一個人手持RTK流動站即可完成全部外業(yè)工作。根據(jù)以往山區(qū)林地測量實踐，一個流動站一天采集1000個數(shù)據(jù)以上，是傳統(tǒng)測量方法的四倍以上。

3.在巖移觀測中的應用

為準確掌握回采工作面地表巖層移動規(guī)律，我礦在13區(qū)和15區(qū)兩個回采工作面建立了地面巖移觀測站，定期對地表沉降情況進行觀測。由于兩個回采工作面都在山區(qū)，樹木植被比較茂密。傳統(tǒng)測量方法需要砍伐一定的樹木才能保證監(jiān)測點的通視，勞動強度很大，受環(huán)境影響監(jiān)測精度較低。

4.在煤場盤煤中的應用

為準確掌握煤場庫存煤量，煤礦企業(yè)測量人員需要通過測量技術將煤堆的堆存量盤算出來，統(tǒng)計后上報企業(yè)，以便企業(yè)實時了解煤炭產(chǎn)量，并制定下一步的生產(chǎn)計劃。傳統(tǒng)的測量方法是用全站儀沿煤堆周邊和煤堆頂部至少測設5個控制點，然后在5個控制點上分別架設全站儀對煤堆碎部進行測量，由于煤堆的不規(guī)則性，低洼處往往測量不到，就造成了費時費力，測量成果與實際煤量差別較大，不能保證測量成果的可靠性。用RTK測量技術相比傳統(tǒng)測量方法有以下優(yōu)勢：

4.1作業(yè)效率顯著提高，并降低了勞動強度。外業(yè)使用RTK測量技術，只需要將RTK基站架設在已知點上，不用轉(zhuǎn)站就能夠?qū)φ麄€煤場存煤量的位置、面積、煤堆高度和存煤量的外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成。

4.2提高了測量精度。在實地測量中，由于受到個別地方不能通視的客觀影響和因為轉(zhuǎn)站勞動強度增大從而不愿意多轉(zhuǎn)站的主觀影響，會造成復雜地段測點密度較低的情況，造成計算庫存煤量和實際庫存煤量的不符。RTK測量技術由于中間無需轉(zhuǎn)站，降低了勞動強度，測點密度相應就會較高，提高了測量計算成果的可靠性。

五、結(jié)束語

總之，GPS-RTK在礦區(qū)測量的應用大大提高了精度而且降低了作業(yè)強度，簡化了測量工作，是測量技術的重大飛躍。

參考文獻：

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