GPS-RTK在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應(yīng)用

武永濤

（陜西永隴能源開發(fā)建設(shè)有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721599）

1 GPS-RTK技術(shù)的具體內(nèi)容

1.1 GPS-RTK技術(shù)的構(gòu)造

GPS-RTK測量系統(tǒng)的主要構(gòu)造分為3個部分，分別是GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

GPS接收設(shè)備一般使用GPS雙頻接收機(jī)，它不僅可以在實際測量時提升測量的精準(zhǔn)度，還可以非常迅速地算出整周的未知數(shù)。因此，為了能讓基準(zhǔn)站同時服務(wù)于多個用戶站，接收機(jī)的采樣率與用戶接收機(jī)的最高采樣率需保持高度一致，并且要在基準(zhǔn)站和用戶站分別安裝雙頻GPS接收機(jī)，從而保證數(shù)據(jù)的有效傳達(dá)。

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的功能主要是讓基準(zhǔn)站的無線發(fā)射電臺和用戶接收機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，形成數(shù)據(jù)鏈。該系統(tǒng)的主要影響因素是基準(zhǔn)站與用戶站的距離、環(huán)境質(zhì)量、數(shù)據(jù)的傳輸速度，這3方面決定傳輸?shù)念l率和功率的選擇。

軟件系統(tǒng)的功能則是保證實時動態(tài)檢測，檢測的對象是軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能。這一系統(tǒng)的應(yīng)用在極大程度上提高了實時動態(tài)測量的可行性和精準(zhǔn)性。

1.2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢

1.2.1 測量效率高

GPS-RTK技術(shù)在測量效率上比傳統(tǒng)的測量技術(shù)要高很多。有人士對GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行了深入研究，系統(tǒng)分析總結(jié)了該技術(shù)的效率問題，最終得出該技術(shù)的測量效率是一般技術(shù)的3倍左右，從這一方面來看，GPS-RTK技術(shù)的測量工作所需的人力、物力和財力比傳統(tǒng)測量技術(shù)少了不止2倍。

1.2.2 測量數(shù)據(jù)隨著時間的推移及時變更

在采用傳統(tǒng)的技術(shù)測量時，無法保證測量數(shù)據(jù)隨著時間的推移及時變更，而GPS-RTK技術(shù)在實際應(yīng)用中可以解決這一問題。GPS-RTK技術(shù)不僅能夠做到精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確率的提升，更能夠使測量數(shù)據(jù)的變化得到實時監(jiān)控，保證在動態(tài)數(shù)據(jù)變化的過程中進(jìn)行準(zhǔn)確的核對，且放樣精準(zhǔn)度極高[2]，可達(dá)到“厘米”級別。

1.2.3 對載波的整周未知數(shù)進(jìn)行快速的結(jié)算

GPS-RTK測量技術(shù)最具優(yōu)勢的一項功能是能夠?qū)d波的整周未知數(shù)進(jìn)行快速的結(jié)算，其速度和精準(zhǔn)度高到令人不可思議，同時，在遇到障礙物時，能夠及時地進(jìn)行衛(wèi)星定位，在最短的時間內(nèi)將數(shù)據(jù)重新連接，之后繼續(xù)進(jìn)行測量工作，保證了測量工作的效率。

1.2.4 全天 24 h不停歇作業(yè)

GPS-RTK技術(shù)不僅能夠在極遠(yuǎn)的距離下進(jìn)行測量，還能夠全天24 h不停歇作業(yè)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)需要大量人力、物力資源的不足，提高了整體的測量效率。當(dāng)完成基礎(chǔ)的設(shè)置之后，所有的流程只需要一個專業(yè)人員就可以全部完成。還有些基準(zhǔn)站在基礎(chǔ)設(shè)置完成之后，為了將效率再次提升，還設(shè)置了多個流動站。大量實踐表明，在保證用戶的使用水平和采用方式正確的基礎(chǔ)上，GPS設(shè)備、RTK設(shè)備及測量環(huán)境對GPS-RTK技術(shù)的精準(zhǔn)測量都會起到至關(guān)重要的作用。

2 GPS-RTK技術(shù)的實際應(yīng)用

2.1 在山區(qū)煤礦中建立控制網(wǎng)

在實際中運用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測量時，可以逐一解決無法實時定位、測量密度不均、流程復(fù)雜等運用傳統(tǒng)測量技術(shù)無法解決的問題，為山區(qū)煤礦的作業(yè)間接地節(jié)省了人力、物力和財力資源，在極大程度上提高了工作效率。大量資料顯示，在山區(qū)煤礦中布置控制網(wǎng)時，由于復(fù)雜的地貌和障礙物等的遮擋，原有的2個坐標(biāo)系控制點均勻加密成2倍以上，精度達(dá)到了2.2 mm以上，高度更是在10.0 mm以上，高標(biāo)準(zhǔn)的控制網(wǎng)精度直接達(dá)到了山區(qū)煤礦的要求。所以這一技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提高在山區(qū)煤礦中建立控制網(wǎng)的精度，達(dá)到傳統(tǒng)測量無法達(dá)到的指標(biāo)，還能夠節(jié)約大量的人力、物力等資源，既省時省力，又能夠保證資源的合理利用。

2.2 求取參數(shù)坐標(biāo)，測點放樣

在GPS-RTK技術(shù)的實際應(yīng)用中，地理位置不同，應(yīng)用方式也不盡相同。由于山區(qū)的地形較為復(fù)雜，相比于平原地區(qū)，這樣的地勢地貌讓觀測站的布設(shè)難度變得更大，而GPS-RTK技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這一問題。在實際觀測時，專業(yè)人員只要將觀測點的坐標(biāo)準(zhǔn)確地輸入到GPS-RTK手簿上，就可以在最短的時間內(nèi)根據(jù)提示信息找到真實的地理位置。若找到的地理位置恰巧在水里或是地勢較為崎嶇的地方，比如懸崖邊等不能架設(shè)基準(zhǔn)站的特殊位置，則可以根據(jù)實際的地理情況，將設(shè)計坐標(biāo)調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢?，并將新的坐?biāo)點位置信息存為新的記錄，以便于以后重新設(shè)計建設(shè)觀測站。

2.3 觀測

現(xiàn)如今，與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比而言，GPS-RTK技術(shù)已經(jīng)是一種較為先進(jìn)的測量技術(shù)，但這一技術(shù)的應(yīng)用范圍僅限于衛(wèi)星信號能夠覆蓋的地域，而對于一些衛(wèi)星信號無法覆蓋或者衛(wèi)星信號不正常的地域，這一技術(shù)的應(yīng)用就會受到一定的限制。一般較為隱蔽的區(qū)域或者森林密集的地區(qū)，都是無法搜索到衛(wèi)星信號的地方，這時，就需要一種設(shè)備——全站儀，來配合GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行觀測。全站儀這一設(shè)備能夠?qū)PS-RTK技術(shù)的盲點區(qū)域進(jìn)行觀測，在實際觀測時，可以在GPS-RTK的幫助下將盲點區(qū)域相鄰的2個觀測點作為全站儀的設(shè)立處，對信號失鎖區(qū)域進(jìn)行實時的監(jiān)控，從而保證山區(qū)煤礦的測繪與測設(shè)工作能夠順利地開展。

3 結(jié)束語

綜上所述，自我國進(jìn)入21世紀(jì)以來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸加入世界強(qiáng)國行列，社會發(fā)展也在不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣。GPS-RTK技術(shù)的出現(xiàn)惠及我國現(xiàn)階段的各個領(lǐng)域，在實現(xiàn)實時動態(tài)的測量功能之后，我國的測量工作者所承受的壓力逐步減輕，測量精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確率也在逐步上升，在開展高難度的測量工作時，測量工作者的工作效率也得到了提升，既節(jié)省了我國的人力、物力和財力資源，又在極大程度上促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

［1］ 董會鵬.GPS-RTK在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應(yīng)用［J］.中小企業(yè)管理與科技，2014，34（27）：208-209.

［2］ 石巖.GPS-RTK在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應(yīng)用評價［J］.科技資訊，2015，23（16）：64.

［3］ 王剛，郭廣禮，李伶.GPS-RTK在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應(yīng)用［J］.中國礦山工程，2011，45（2）：41-44.