試析露天礦山測(cè)量中GNSS RTK模式的應(yīng)用

黃昭軍

（江西分宜珠江礦業(yè)有限公司，江西 新余336600）

礦山測(cè)量對(duì)于礦山開發(fā)來(lái)講有重要的作用，一方面，礦山開采工程的具體規(guī)劃和建設(shè)需要以測(cè)量數(shù)據(jù)為基本參考，另一方面，礦山開采的具體區(qū)域確定、開采路線的選擇也要以測(cè)量數(shù)據(jù)為基本參考，所以測(cè)量工作對(duì)于礦山的開發(fā)來(lái)講起著關(guān)鍵性的作用[1]。在技術(shù)不斷發(fā)展的大環(huán)境下，我國(guó)露天礦山測(cè)量的技術(shù)應(yīng)用有了顯著的進(jìn)步，礦山測(cè)量的實(shí)際效果也有了明顯的提升。就實(shí)踐統(tǒng)計(jì)來(lái)看，GNSS RTK模式在礦山開采中的利用起到了非常不錯(cuò)的效果，所以做好相關(guān)性分析現(xiàn)實(shí)意義顯著。

1 GNSS RTK技術(shù)原理和特點(diǎn)分析

RTK（Real-time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）載波相位差分技術(shù)是一種新的常用的GPS測(cè)量方法，其原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，基準(zhǔn)站用一個(gè)固定坐標(biāo)來(lái)做參考，以后基站每通過(guò)接收衛(wèi)星算得一個(gè)坐標(biāo)，就跟固定坐標(biāo)作比對(duì)，得到差值，然后將這個(gè)差值發(fā)送給移動(dòng)站，移動(dòng)站用衛(wèi)星接收到的坐標(biāo)再減去基站發(fā)過(guò)來(lái)的差值就得到了改正后的坐標(biāo)[2]。以前在測(cè)量實(shí)踐中使用的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制測(cè)量帶來(lái)了新曙光，極大地提高了作業(yè)效率。

對(duì)目前的GNSS RTK技術(shù)具體利用做分析發(fā)現(xiàn)其具有以下幾個(gè)方面的突出優(yōu)勢(shì)：①具體的測(cè)量不需要事先測(cè)站之間的通視。利用RTK技術(shù)，在測(cè)站不通視的情況下可以直接做測(cè)量，這一特點(diǎn)不僅減少了較多的測(cè)量限制，而且極大的提升了測(cè)量的效率，對(duì)工作人員測(cè)量強(qiáng)度的降低和測(cè)量工作量的減少也有積極的意義。②定位精度高，觀測(cè)時(shí)間短。從大量的測(cè)量實(shí)踐資料研究來(lái)看，RTK技術(shù)的利用實(shí)現(xiàn)了定位精確度的顯著提升，而且在測(cè)量的時(shí)候，不需要做長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)便可以獲取實(shí)時(shí)性的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。③RTK技術(shù)操作比較的簡(jiǎn)便而且可以提供三維坐標(biāo)。操作難度的下降使技術(shù)人員的工作失誤有了明顯的降低，而且三維坐標(biāo)的提供極大的提升了測(cè)量的準(zhǔn)確性。④RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的作業(yè)。傳統(tǒng)的測(cè)量會(huì)受到多方面的影響，所以測(cè)量需要挑時(shí)間、挑地點(diǎn)，否則會(huì)出現(xiàn)較大的測(cè)量誤差，RTK技術(shù)不同擔(dān)心此問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)全天候，持續(xù)性作業(yè)。

2 GNSS RTK技術(shù)在露天礦山測(cè)量中的應(yīng)用

GNSS RTK技術(shù)在目前的露天礦山測(cè)量中起到了重要的作用，對(duì)其應(yīng)用做分析可知其主要的應(yīng)用體現(xiàn)在四個(gè)方面，以下是具體的闡述。

（1）礦區(qū)大比例尺的地形圖的測(cè)繪。首先，GNSS RTK技術(shù)的具體利用體現(xiàn)在礦區(qū)大比例尺的地形圖測(cè)繪中。露天礦山規(guī)劃和建設(shè)的基礎(chǔ)資料是礦山地形圖，而且現(xiàn)代露天礦山機(jī)械化作業(yè)程度比較高，礦山表面的具體變化也比較的突出，所以為了讓決策者有更好的判斷，其必須要對(duì)礦山地形做實(shí)時(shí)的掌握，所以在實(shí)現(xiàn)中需要做不間斷的補(bǔ)測(cè)。該技術(shù)的使用極大的減輕了測(cè)量工作的實(shí)際工作量，而且在實(shí)時(shí)地形資料滿足方面的優(yōu)勢(shì)比較突出，所以在當(dāng)前的露天礦山測(cè)量中，GNSS RTK技術(shù)的應(yīng)用存在著廣泛性。

（2）礦區(qū)變形監(jiān)測(cè)。其次，GNSS RTK技術(shù)在礦區(qū)的變形監(jiān)測(cè)中有著比較突出的應(yīng)用價(jià)值。露天礦山在開采的過(guò)程中會(huì)隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)明顯的地形變化，在開采深度加深的情況下，礦山的邊坡塌方、礦山周邊塌陷風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯的加大，如果不能夠做及時(shí)的預(yù)警，礦山開采會(huì)出現(xiàn)不可挽回的損失。礦山變形監(jiān)測(cè)的要求精度為到毫米級(jí)以及亞毫米級(jí)，而RTK技術(shù)的精度能夠達(dá)到厘米級(jí)，其無(wú)法滿足具體的變形精度監(jiān)測(cè)要求。所以在實(shí)踐中，需要在RTK技術(shù)利用的基礎(chǔ)上對(duì)GNSS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，使其成為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在我國(guó)目前的露天礦山開采中，大多數(shù)的礦山構(gòu)建了GNSS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，而且該系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和GNSS處理中心實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)處理的自動(dòng)化，圖1是基本數(shù)據(jù)處理示意圖。測(cè)量控制方式，利用軟件處理控制點(diǎn)的平差坐標(biāo)。這種控制測(cè)量方式和導(dǎo)線測(cè)量做比較發(fā)現(xiàn)其不管是測(cè)量精度還是測(cè)量效率都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。目前的GNSS應(yīng)用主要接收三種類型的導(dǎo)航衛(wèi)星，而RTK方式的精度又比較高，所以綜合應(yīng)用有效的提升了控制測(cè)量的精度以及效率。

（4）鉆孔的放樣。最后，GNSS RTK技術(shù)的利用體現(xiàn)在鉆孔放樣當(dāng)中。在露天礦山的具體測(cè)量中，鉆孔放樣是一項(xiàng)非常普遍的工作，地質(zhì)工程師一般需要根據(jù)工作計(jì)劃在地形圖上做好鉆孔設(shè)計(jì)，測(cè)量人員需要基于設(shè)計(jì)圖對(duì)各個(gè)鉆孔的坐標(biāo)進(jìn)行提取。傳統(tǒng)的放樣主要是通過(guò)全站儀的放樣功能實(shí)現(xiàn)的，需要觀測(cè)員和立鏡員進(jìn)行配合，而且測(cè)站點(diǎn)和立鏡員之間也要保持通視。利用RTK技術(shù)做具體的放樣工作，一個(gè)人就可以完成過(guò)去幾個(gè)人的工作，而且放樣的效果和效率會(huì)有明顯的提升。簡(jiǎn)單來(lái)講，GNSS RTK技術(shù)在放樣實(shí)踐中的利用比其全站儀放樣有突出的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論

圖1 基本數(shù)據(jù)處理示意圖

（3）露天礦區(qū)的控制測(cè)量。再次，GNSS RTK技術(shù)的具體利用體現(xiàn)在控制測(cè)量方面。露天礦區(qū)的控制測(cè)量有著比較重要的地位，一般采用的是導(dǎo)線測(cè)量方法，該方法要求測(cè)試點(diǎn)之間必須要實(shí)現(xiàn)通視，所以在測(cè)量實(shí)踐中的限制因素比較多，作業(yè)的工序也比較多，這導(dǎo)致了測(cè)量周期的加長(zhǎng)和測(cè)量結(jié)果精度的下降?；诳刂茰y(cè)量的精度要求使用GNSS靜態(tài)

綜上所述，在露天礦山的測(cè)量實(shí)踐中，傳統(tǒng)的測(cè)量方法利用有諸多限制，而且測(cè)量結(jié)果的獲取周期長(zhǎng)，不利于礦山地形的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而GNSS RTK技術(shù)利用不僅能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量的缺陷，而且可以提升測(cè)量的效率，提高對(duì)礦山的變形分析，這于礦山的安全生產(chǎn)來(lái)講有重要的意義，所以在礦山測(cè)量實(shí)踐中推廣和利用GNSS RTK技術(shù)現(xiàn)實(shí)價(jià)值巨大。