GPS—RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用研究

龐有國(guó)

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們?cè)贕PS技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了GPS-RTK技術(shù)，而且將這種技術(shù)應(yīng)用到礦山測(cè)量中，并且取得了很好的效果。但是這畢竟是一種新型的技術(shù)，所以在應(yīng)用的過(guò)程中可能還存在一些問(wèn)題。所以文章則針對(duì)GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行研究，提出一些自身的看法。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù)；礦山測(cè)量；應(yīng)用

礦山測(cè)量是在進(jìn)行礦山作業(yè)前必須要完成的工作，而這份工作完成的好壞直接影響到后續(xù)工作的進(jìn)行。但是礦山測(cè)量又是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，因而我們?cè)谄渲袘?yīng)用了GPS-RTK技術(shù)，這不僅僅提高了我們的工作效率，而且還提高了測(cè)量的精確度。所以我們要對(duì)GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究，使其可以發(fā)揮更大的作用。

1 GPS-RTK技術(shù)的簡(jiǎn)介

RTK測(cè)量技術(shù)是一種實(shí)時(shí)差分的測(cè)量技術(shù)，它以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)進(jìn)行工作。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量是指使用GPS接收機(jī)來(lái)對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，并且將相關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸及時(shí)發(fā)送給用戶觀測(cè)站。同時(shí)在用戶站上，GPS接收機(jī)在接受信息時(shí)計(jì)算出用戶站的三維坐標(biāo)，而且這種計(jì)算的精確度十分高，甚至可以達(dá)到厘米級(jí)。這樣從基準(zhǔn)站和用戶站兩方面來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，我們便可以清楚地了解結(jié)果的精確度以及解算結(jié)果的質(zhì)量，進(jìn)而還可以判定結(jié)果的正確性。從而我們可以提高測(cè)量的效率和準(zhǔn)確度，減少多余的觀察。

GPS-RTK技術(shù)主要由GPS接收機(jī)，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)三部分組成。在工作的過(guò)程中，我們至少要準(zhǔn)備兩臺(tái)GPS接收機(jī)，在基準(zhǔn)站和用戶站上都要設(shè)立GPS接收機(jī)，這樣對(duì)于提高我們工作的效率和準(zhǔn)確度都有很大的幫助。而且當(dāng)基準(zhǔn)站有多個(gè)用戶時(shí)，它的采樣率應(yīng)該和用戶采樣率的最大值相同。而數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備是由基準(zhǔn)站的無(wú)線電發(fā)射臺(tái)和用戶站的接收機(jī)組成的數(shù)據(jù)鏈，在實(shí)際的工作過(guò)程中，我們要根據(jù)用戶站與基準(zhǔn)站之間的距離以及周圍環(huán)境的特點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的頻率和功率。而軟件系統(tǒng)對(duì)于保證測(cè)量的正確性和穩(wěn)定性有很大幫助，軟件系統(tǒng)的使用可以快速結(jié)算未知數(shù)，完成對(duì)于結(jié)果的評(píng)價(jià)和分析。

2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，首先它具有實(shí)時(shí)性，目前在我國(guó)的測(cè)量設(shè)備中大多不具有這個(gè)優(yōu)勢(shì)，而且GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量結(jié)果具有很高的準(zhǔn)確性，甚至可以精確到厘米級(jí)。其次GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量效率比較高，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的比較，GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量效率甚至是普通測(cè)量的4倍。而且GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用在極大程度上節(jié)省了人力資源和物力資源，從而增加了企業(yè)的利潤(rùn)。同時(shí)GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量結(jié)果即使在野外工作時(shí)也能夠及時(shí)獲得，這就彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)量一個(gè)很大的缺陷。最重要的是GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量不會(huì)受到時(shí)間的限制，它在全天內(nèi)都可以完成作業(yè)。而且即使在測(cè)量的時(shí)候遇到一些問(wèn)題，它也可以在捕獲衛(wèi)星后重新進(jìn)行工作。在我們完成基站的設(shè)置后，甚至只需要一個(gè)人便可以完成整個(gè)系統(tǒng)的工作，極大地提高了效率。

3 GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 放樣工作

在傳統(tǒng)的放樣工作中，我們需要先控制，再進(jìn)行碎步的過(guò)程。而GPS-RTK的使用需要我們先根據(jù)控制點(diǎn)的特點(diǎn)制定相關(guān)的測(cè)量方案，然后再完成對(duì)于控制點(diǎn)的放樣工作，但是我們要注意放樣工作必須要滿足礦區(qū)加密控制網(wǎng)精度的要求。這就使得我們必須保證坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，而且還要進(jìn)行足夠數(shù)量的放樣，確定合理的分布范圍以及使得各控制點(diǎn)之間具有一定的相互關(guān)系。GPS-RTK技術(shù)的放樣主要包括點(diǎn)放樣和線放樣兩種方式，我們只需要將控制點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到相應(yīng)的電子手簿中，再讓工作人員在場(chǎng)地上行走，就可以根據(jù)接收器的提示而確定放樣點(diǎn)的位置。這樣就對(duì)我們工作提供了很大的便利，極大提高了我們的工作效率以及測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.2 礦區(qū)工程測(cè)量

3.2.1 采剝現(xiàn)狀與地形測(cè)量。在傳統(tǒng)的測(cè)量工作中，我們首先需要根據(jù)要測(cè)量的區(qū)域建立一些控制電和圖根點(diǎn)，還要將這些點(diǎn)在各種圖紙資料上標(biāo)注出來(lái)。雖然隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的測(cè)量設(shè)備和方式都有了很大的改進(jìn)，也為我們的工作提供了便利，但是在實(shí)際的工作中，很容易出現(xiàn)由于碎點(diǎn)的拼圖不當(dāng)而不得不重新返工的現(xiàn)象，從而也影響了我們的工作進(jìn)程和工作效率。而GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用則可以解決這些問(wèn)題，因?yàn)镚PS-RTK技術(shù)具有測(cè)量范圍廣的特點(diǎn)，所以只要設(shè)立一個(gè)測(cè)量點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)半徑為10公里區(qū)域的測(cè)量要求。這樣我們不但可以減少返工現(xiàn)象的出現(xiàn)，還可以減少控制點(diǎn)的轉(zhuǎn)移和重設(shè)，從而就可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。

3.2.2 土方工程量驗(yàn)收測(cè)量。在使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行采場(chǎng)測(cè)量時(shí)，工作效率十分高，甚至可以在4秒內(nèi)完成一個(gè)控制點(diǎn)的工作，同時(shí)精確度可以達(dá)到2厘米到3厘米之間。而且GPS-RTK技術(shù)與合成圖軟件相互配合還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的一體化管理，減少中間環(huán)節(jié)所耗費(fèi)的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)CASS制圖數(shù)字化。GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用可以在使用很少工作人員的基礎(chǔ)上完成對(duì)于采剝工程平面圖所需要數(shù)據(jù)的收集和更新，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)月底采集碎部點(diǎn)位測(cè)點(diǎn)的工作，節(jié)省了人力資源。而且在非蔭蔽礦區(qū)，我們還可以建立單基站CORS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于礦區(qū)的無(wú)人看守，并且還可以準(zhǔn)確完成實(shí)時(shí)測(cè)量的工作。

3.2.3 礦區(qū)地面形變測(cè)量。礦區(qū)地面形變測(cè)量的目的是將礦區(qū)制定地面點(diǎn)的水平位置和高程進(jìn)行動(dòng)態(tài)的表示，而且我們可以根據(jù)各種數(shù)據(jù)，來(lái)推斷出地面點(diǎn)位的水平位移和沉降量。而傳統(tǒng)的測(cè)量方式只能得到靜態(tài)的數(shù)據(jù)，但是GPS-RTK技術(shù)可以彌補(bǔ)這個(gè)不足，動(dòng)態(tài)地表示出數(shù)據(jù)的變化，為我們的分析提供了很大的便利。在實(shí)際的工作中，我們需要在基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)上建立一個(gè)地面形變觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，這樣我們?cè)賹?duì)具體的實(shí)例進(jìn)行分析，就可以完成相關(guān)的測(cè)量工作，同時(shí)還可以提高我們工作的效率和準(zhǔn)確度。而且GPS-RTK技術(shù)還可以用于測(cè)繪礦區(qū)的地形地貌圖，斷面圖的測(cè)量以及鉆孔的放樣等工作。

4 GPS-RTK技術(shù)在礦區(qū)測(cè)量應(yīng)用中存在的問(wèn)題

雖然GPS-RTK技術(shù)在礦區(qū)測(cè)量中的應(yīng)用為我們工作提供了很大的便利，極大提高了我們的工作效率和工作準(zhǔn)確度。但是GPS-RTK技術(shù)畢竟是一種新型的技術(shù)，我們?cè)趯?duì)其的應(yīng)用方面還存在一些問(wèn)題，再加上礦區(qū)比較特殊的測(cè)量環(huán)境，其中存在一些因素會(huì)對(duì)我們的測(cè)量工作產(chǎn)生一定影響，比如山谷和森林等因素，這些都導(dǎo)致我們?cè)跍y(cè)量的過(guò)程中還存在一些問(wèn)題。

首先我們的測(cè)量都是獨(dú)立進(jìn)行的，這樣就不能確定設(shè)備是否在正常的情況下運(yùn)行，也不能保證這些數(shù)據(jù)是否合理。因此我們?cè)趯?shí)際的工作過(guò)程中要在觀測(cè)前，觀測(cè)時(shí)以及觀測(cè)后不斷對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，確定是否有不合理數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，從而來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)行是否正常。而且在集森林區(qū)，峽谷深處以及高樓林立區(qū)等不能有效被衛(wèi)星覆蓋的地區(qū)中進(jìn)行測(cè)量時(shí)，GPS-RTK技術(shù)就不能很好地發(fā)揮作用。此時(shí)我們應(yīng)該將其與航空攝影測(cè)量以及常規(guī)測(cè)量相結(jié)合，以完成相應(yīng)的工作。

其次在工作的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)高程測(cè)量值異常的問(wèn)題。因?yàn)樵谑褂肎PS-RTK技術(shù)時(shí)對(duì)于高程的轉(zhuǎn)換提出了很高的要求，但是在山區(qū)等地區(qū)的測(cè)量會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，甚至有些地區(qū)的高程圖還是空白。這就使得我們?cè)谶M(jìn)行高程轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)面對(duì)很大的困難，而且還很難保證其中的精確度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們要盡可能在分布均勻的控制點(diǎn)上進(jìn)行聯(lián)測(cè)，求出精確的高程轉(zhuǎn)換參數(shù)，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。我們一定要及時(shí)更新相關(guān)的技術(shù)，解決在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，促進(jìn)我國(guó)礦山測(cè)量事業(yè)的發(fā)展。

綜上所述，GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于我們進(jìn)行礦山測(cè)量工作有很大的幫助，但是我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用的過(guò)程中還存在一些問(wèn)題。所以我們要對(duì)GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行更深層次的研究，及時(shí)找出解決問(wèn)題的措施，提高礦山勘測(cè)的工作效率和工作準(zhǔn)確度，以促進(jìn)礦山測(cè)量事業(yè)的發(fā)展。

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