GNSS RTK技術在礦山井口開挖中的應用

郭建勇

(靈寶金源礦業股份有限公司，河南 靈寶 472500)

1 GNSS RTK 測量技術簡介

GNSS RTK 就是載波相位動態實時差分技術。主要有基準站和移動站兩部分組成，基準站主要包括RTK 主機、中極電臺，移動站主要包括RTK 主機、電子手薄。使用時把電子手薄分別與移動站和基準站信號鏈接，移動站實時接收衛星三維定位坐標數據，同時接收基準站傳輸的誤差改正數，完成精確定位工作。它為測量工作提供了很大便利。

2 GNSS RTK 技術優點

2.1 外界因素及作業條件要求低。和我們以前全站儀的測量方法相比，GNSS RTK 技術不受季節、氣候等因素的影響，可全天候進行野外測量工作;兩個測量點之間只要求滿足“電磁波”通視即可。

2.2 測量精度高。只要能夠滿足RTK 的基本工作條件，RTK 的精度都能達到厘米級或毫米級。而我們以前使用的全站儀測量方法，都會存在“人為、儀器、外界”等三個方面影響測量精度的因素，根據我們長期測量工作經驗和多個測量項目成果誤差計算分析，不論所使用的全站儀多么精密，進行多少次反復觀測，精度的提高都是有限的，都會有誤差，其誤差會隨著測站的增加和距離的延長進行傳播。而且測量中還會存在讀數錯誤、記錄錯誤、測量錯誤。GNSS RTK 技術沒有誤差傳播，測量數據直接存在電子手薄中，也不會存在讀數錯誤和記錄錯誤的發生。

2.3 操作簡單。只要在設站時進行簡單的設置，就可以邊走邊獲得三維坐標且隨時可以調出使用。觀測過程中，衛星數、測量狀態、點位精度情況等均在手簿上顯示出來。野外測量工作結束后，把電子手薄連接到電腦，利用相關軟件可以很快成圖。

2.4 測量速度快。我們以前使用的全站儀測量方法，儀器要反復整平、對中，輸入起始數據，需要一定的時間，還要進行后視、前視，而且前視時要待前視人員選好點位才能觀測，測量過程比較繁瑣，測量速度較慢。GNSS RTK 移動站只需要一個人拿著，在電子手薄上點擊“測量、記錄、存儲”功能，就完成了一個測量點的測量工作。

3 影響測量精度的因素

3.1 基準站選擇的影響。基準站要選擇在地形穩固，高程相對較高，周圍視野良好的地方。如果架設基準站的地方不穩固，容易導致儀器輕微移動，測量數據有很大誤差，甚至錯誤;GNSS RTK 接收衛星信號強弱會受到樹木、房屋、電線、空間范圍的影響，如果基準站位置過低、周圍狹小，移動站和基準站及空間衛星之間信號的傳輸就會受到影響，測量精度不能保證。

3.2 人為原因。測量成果從理論上講，誤差是不可避免的，但是有一定的誤差范圍，測量成果要符合相應的精度要求，更不允許出現錯誤，否則井口開挖方量數據不準確。因此測量人員在測量過程中，要根據相應比例尺測圖精度的要求，選擇適當測量點，不能拿著移動站到處亂跑，隨意、無限制的記錄測量數據，不能認為數據越多越好。在測量過程中，還要時刻注意電子手薄上顯示的測量狀態，確保測量精度。

3.3 測量時段的影響。雖然說GNSS RTK 可以全天候進行測量工作，但是接收衛星數目的多少及信號的強弱也會影響到測量的精度，因此要選擇衛星出現在當地次數比較多的時間段進行測量，以提高測量定位精度，這個時間段可以很方便地在網上查出來。

4 GNSS RTK 技術在井口開挖中的應用實例

4.1 實際應用。靈寶金源礦業股份有限公司利用廣州中海達衛星導航技術股份有限公司生產的‘新V30GNSS RTK系統’。在靈寶金源礦業股份有限公司金源二礦南部朱陽鎮境內高程1200 米以上山區，成功完成了兩個井口開挖測量工作。第一個是樊岔峪口8 坑，利用靜態測量，在2011年7月10上午10 點前，完成東面坡上3 個控制點野外數據采集，然后用1 個小時完成三維坐標解算，下午用2 個小時完成RTK 野外數據采集，總共不到一天時間，開挖方量完成后，又用2 個小時完成驗收測量工作，開挖方量15600m3;第二個是王家峪豎井，2011年8月份從測量地表控制點到RTK 野外數據采集，用了2 天時間，驗收開挖方量56780 m3。

4.2 省時、省力。以上兩個井口均位于山區，如果用普通的測量方法，要布設三角形控制網，還要考慮測點之間的相互通視，而且礦區內首級控制點都比較遠，地形落差又較大，會給測量工作帶來很大麻煩，完成測量工作至少要15 天時間，而采用GNSS RTK 測量技術僅用了不到3 天時間;GNSS RTK 移動站也僅需一個人操作，而且幾秒鐘即可完成1 個點的數據采集，作業速度非常快。

5 GNNS RTK 技術在井口開挖測量注意事項

5.1 制定工作方案。周密、細致的工作方案有利于測量工作的有序開展，對于提高工作效率和測量精度非常有利。

5.2 碎部點的選擇。碎部點要選擇在地形變化的地方，疏密適當，太密或太稀在軟件成圖時都不能體現實際地形的變化。

5.3 RTK 測量狀態。在測量中，要注意觀察RTK 手薄中顯示的測量狀態‘固定、浮動、偽距、單點’四種形式，當顯示‘固定’狀態時測量數據精度最高，其它三種形式精度都低。

5.4 測量成果的篩選。雖然進行了仔細、小心的測量，但是在測量過程中難免出現漏洞，因此，在完成外業數據采集后，要對數據進行分析，對于不能滿足要求的測量點數據刪掉不用。

5.5 驗收測量。對于開挖完成后表面不規則或開挖量較少的邊部來說，要按照剖面測量的方法測繪若干個剖面，繪制剖面圖，以精確計算開挖方量。

6 結論

測量技術設備的發展經歷了普通經緯儀、水準儀，以至于經緯儀外配紅外線測距儀，直至全站儀，再到后來的GPS，發展到現在的GNSS RTK。測量的方法也由普通的導線測量和三角高程測量，三角形交匯測量，三角鎖測量，無論是從測量技術設備還是測量方法及精度上都有了很大的發展和提高。特別是GNSS RTK 技術，我們體會到了在井口開挖過程中的技術及設備優勢，這為我們測量工作提供了很大方便，也積累了技術經驗，該項技術會在礦山其它測量工作中得到進一步應用。

［1］程廣博.全球定位系統(GPS)測量規范GB/T 18314—2001

［2］蔡文惠.RTK 技術在礦山測量中的應用及精度分析［J］.水利采煤與管道運輸，2009