GPS—RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用探究

于賀 侯杰 樊坤

摘 要：在現(xiàn)代科技不斷創(chuàng)新發(fā)展的背景下，GPS在社會(huì)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，其中礦山測(cè)量就是技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，通過(guò)技術(shù)研發(fā)，將傳統(tǒng)的GPS技術(shù)與RTK技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)了全球衛(wèi)星實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位上的突破，這對(duì)提高礦山測(cè)量工作效率無(wú)疑是十分重要的。本文從GPS-RTK技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成以及優(yōu)缺點(diǎn)出發(fā)，對(duì)其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

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

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.075

0 引言

礦山開(kāi)采是國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的重要產(chǎn)業(yè)，一直以來(lái)，由于礦山開(kāi)采工作的復(fù)雜性，其在測(cè)量方面都處于工作量大、過(guò)程復(fù)雜，但測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的低效率狀態(tài)。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是GPS技術(shù)的普及，GPS-RTK技術(shù)逐漸被運(yùn)用到礦山的測(cè)量工作中來(lái)，在衛(wèi)星定位與信息動(dòng)態(tài)傳輸?shù)募夹g(shù)支持下，礦山測(cè)量無(wú)論是從操作過(guò)程還是測(cè)量結(jié)果上都得到了極大的改善。

1 GPS-RTK系統(tǒng)及其優(yōu)缺點(diǎn)

GPS-RTK系統(tǒng)主要由GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、軟件處理系統(tǒng)構(gòu)成。其中GPS接收設(shè)備設(shè)置在基準(zhǔn)點(diǎn)和流動(dòng)站上，通過(guò)不斷接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，完成測(cè)量工作；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)則連接整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，在基準(zhǔn)站與接收器之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)送與接收；軟件系統(tǒng)則能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)迅速處理，并得出可供參考的數(shù)據(jù)。

在礦山測(cè)量中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用逐漸普及，但是該技術(shù)并非完美無(wú)缺，其在測(cè)量工作中既有傳統(tǒng)技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢(shì)，也有難以克服的缺點(diǎn)。從優(yōu)點(diǎn)來(lái)看：GPS-RTK技術(shù)對(duì)于控制點(diǎn)的數(shù)量、儀器移動(dòng)的次數(shù)以及工作條件要求較低，工作人員在選擇基準(zhǔn)站之后，可以進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)量，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大范圍的精準(zhǔn)測(cè)量；RTK能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的精準(zhǔn)測(cè)量，并控制測(cè)量誤差；自動(dòng)化程度高，有效排除了因人工操作失誤造成的損失，同時(shí)也降低了測(cè)量人員的工作強(qiáng)度；數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，測(cè)量過(guò)程也就是數(shù)據(jù)生成與處理的過(guò)程，系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析與處理功能，如系統(tǒng)自動(dòng)完成輸入、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、輸出等操作，大大提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的利用率。從缺點(diǎn)來(lái)看：GPS-RTK技術(shù)在應(yīng)用中會(huì)受到衛(wèi)星技術(shù)的限制，如衛(wèi)星信號(hào)不強(qiáng)，定位存在空白區(qū)域等；在白天操作時(shí)，GPS-RTK技術(shù)有時(shí)會(huì)受到電離層干擾，造成數(shù)據(jù)擾動(dòng)，數(shù)據(jù)的精度和穩(wěn)定性難以保證，影響測(cè)量效率；在山體、建筑物以及高頻信號(hào)的阻隔下，傳輸會(huì)受到影響。

2 GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 在礦山地形形變測(cè)量中的應(yīng)用

在礦山開(kāi)發(fā)中，礦區(qū)地理?xiàng)l件不僅影響著開(kāi)采工作效果，也影響著礦區(qū)人們的正常生活。一些礦山在測(cè)量過(guò)程中，對(duì)地形形變的分析不夠準(zhǔn)確，一旦礦山在開(kāi)采中出現(xiàn)嚴(yán)重的地形形變，就會(huì)嚴(yán)重影響了礦區(qū)人們安全。因此，在礦山測(cè)量中，技術(shù)人員應(yīng)利用GPS-RTK技術(shù)對(duì)礦山的整體地形條件進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)數(shù)據(jù)做出專業(yè)分析，判斷礦區(qū)地形出現(xiàn)形變的可能，以及形變量的范圍。例如在測(cè)量中，選擇基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)礦山地形進(jìn)行長(zhǎng)期數(shù)據(jù)收集，反映其動(dòng)態(tài)變化情況，從而建立礦山監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)參數(shù)變化，計(jì)算礦山形變量。

2.2 在礦區(qū)工程建設(shè)測(cè)量工作中的應(yīng)用

GPS-RTK技術(shù)利用衛(wèi)星定位，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，能夠準(zhǔn)確建立礦區(qū)的三維立體圖形，這樣對(duì)礦區(qū)的測(cè)量與開(kāi)采就更加直觀而便捷。礦區(qū)工程建設(shè)是保證礦山開(kāi)采的基礎(chǔ)，由于工程建設(shè)規(guī)模較大，其建設(shè)位置與質(zhì)量在一定程度上影響了礦山開(kāi)采工作效率。因此，工作人員在工程建設(shè)之初應(yīng)利用GPS-RTK技術(shù)，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃，確保工程項(xiàng)目方便礦山開(kāi)采；其次，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量、實(shí)時(shí)傳輸，保證工程施工能夠在數(shù)據(jù)支持下高效運(yùn)行；最后，根據(jù)礦區(qū)建設(shè)的整體要求，展現(xiàn)立體、完整的項(xiàng)目建設(shè)圖形，確保礦山開(kāi)采工作的精準(zhǔn)有效。

2.3 在礦區(qū)控制網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

礦山的開(kāi)采是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，而建立礦區(qū)控制網(wǎng)不僅可以將礦山開(kāi)采各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，對(duì)其中存在的低效、失效現(xiàn)象做出判斷與調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)采工作的整體協(xié)調(diào)運(yùn)行。但是在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的支持下，網(wǎng)絡(luò)體系的建立不僅完善，相關(guān)人員不僅在數(shù)據(jù)測(cè)量上缺乏準(zhǔn)確性，各環(huán)節(jié)之間也難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，從而影響了礦山開(kāi)采工作各環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)?；诖耍珿PS-RTK技術(shù)的引入與應(yīng)用則打破了傳統(tǒng)礦山測(cè)量局限，一方面利用衛(wèi)星定位于實(shí)時(shí)傳輸，控制了礦區(qū)數(shù)據(jù)測(cè)量誤差；另一方面也能夠形成網(wǎng)絡(luò)，對(duì)礦山開(kāi)采的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，以準(zhǔn)確排除安全隱患。

2.4 在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用

在礦山測(cè)量中，做好整體工程的測(cè)量工作，能夠提高礦山開(kāi)采工作的全面性。但是在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)中，礦山工程測(cè)量不僅工作量巨大，其測(cè)量結(jié)果的精確度也有待提升，使得工程測(cè)量效果不佳。而在GPS-RTK應(yīng)用的背景下，這項(xiàng)測(cè)量工作就變得簡(jiǎn)單易行了。在測(cè)量中，技術(shù)人員只需要在礦區(qū)找到合適的控制點(diǎn)，并安裝GPS接收設(shè)備，就能夠形成基準(zhǔn)站，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)工程項(xiàng)目的實(shí)時(shí)測(cè)量與收集，然后通過(guò)數(shù)據(jù)記錄，對(duì)礦山情況進(jìn)行核實(shí)，在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤的情況下，對(duì)礦山工程做出系統(tǒng)安排。

3 結(jié)束語(yǔ)

在信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，礦山測(cè)量基于提高工作效率的需要，積極引入 GPS-RTK技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)礦山測(cè)量中結(jié)果誤差大，操作過(guò)程復(fù)雜的局限，利用全球定位與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)傳輸技術(shù)，有效控制了人力測(cè)量誤差，降低了工作強(qiáng)度，提高了測(cè)量精度，有效控制了礦山開(kāi)發(fā)成本，提高了礦山開(kāi)發(fā)科學(xué)化水平。

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作者簡(jiǎn)介：于賀（1991-），男，山東濟(jì)寧人，本科，助理工程師，主要從事礦山測(cè)量工作。