GPS-RTK技術在礦山測量中的應用研究

趙鴻軍

(杭州金鼎礦山建設工程有限公司,浙江杭州 310000)

GPS-RTK技術在礦山測量中的應用研究

趙鴻軍

(杭州金鼎礦山建設工程有限公司,浙江杭州 310000)

隨著我國諸多行業生產規模的不斷擴大,工業生產的效率也在不斷提升,而很多生產環節依賴現代化技術的發展與實踐,才能使我國現代化的基礎設施及生產框架快速構建起來。在礦山建設與執行采礦作業的進程中,數據測量環節對于整體工作內容的意義極為重大。但由于礦山測量受到工作環境的特殊限制,若以地面與井下做為工作平臺進行測量,則既要保證生產的順利進行,還要保障生產安全,這是一項較為復雜的技術內容。本文就GPS-RTK技術在礦山測量中的實際應用做以闡述,剖析在這一過程中所需注意的細節問題,以便于測量人員更好的完成礦山測量作業。

GPS-RTK技術 礦山測量 應用研究

在實踐過程中，對于現代測量領域而言，GPS全球定位系統測量技術已經被廣泛應用，并且取得了極佳的實際效益，給企業技術人員的實際工作帶來諸多便利。隨著該技術的不斷發展升級，RTK技術的測量水平日益突出，也逐漸走入了人們的視線當中，也被應用到測繪方面工作的執行過程中。在GPS-RTK技術的支撐下，可以精確計算出厘米級精度的定位數據，這一點內容是早期GPS技術所不能比擬的功能。GPS-RTK技術的出現，給現代工業環境中的測量操作項目的執行者帶來了諸多便利，提高了測量環節的工作效率。

1 GPS-RTK技術概述

1.1 GPS技術概述

GPS即全球定位系統(英文全稱為Global Positioning System)。GPS最初的應用領域是在軍隊系統，不過很快就在其它行業得到了普及應用，并且取得了良好的應用實效。

1.2 RTK技術概述

RTK即實時動態差分法(英文全稱為Real-time kinematic)。RTK是一項較新的全球衛星定位測量方法，它的優勢在于其動態化測量技術。在以往，定位測量的方法主要是靜態的、固定到一個位置的測量，而自從RTK技術方法的發展應用以來，在實際測量環節中，更多采用了動態化的測量方式，提升了測量對象的準確性。

1.3 GPS-RTK技術概要

孤立的GPS技術與整合后的GPS-RTK技術之間最大的區別在于二者有著靜態數據與動態化數據之分，相對來講，后者的數據更為精準。在依托RTK技術執行測量作業時，基站通過有效的數據連接將觀測數據與多個測量點的坐標信息一同傳輸至測量流動站內，進而準確測量出數據。RTK技術的應用重點在于數據處理與數據傳輸過程的連續性、及時性。一般情況下，在進行礦山測量時的數據采集量較大，則需要快速對數據信號進行歸結，而GPS-RTK技術可以承載這種大量的數據傳輸過程，并且依托GPS-RTK技術所收集到的觀測數據信號更為精準。

2 GPS-RTK技術在礦山測量中的實際應用現狀

在以往的礦山測量操作的過程中，技術人員大多采用較為傳統的控制及測量技術、方法或工具，如大地測量、工程測量所用的導線網方式等，傳統技術方法耗費時間，且數據不精準，給后期工作帶來諸多麻煩。自從GPS-RTK技術快速發展以來，不斷更新測量工作的數據標準，凸顯GPS-RTK技術本身的動態化的優勢特點，將戶外礦山測量作業過程不斷完善[1]。可見，GPS-RTK技術的應用對于實際礦山測量工作具有較高的現實意義，降低作業成本，提高測量的效率，推動該領域的進步與發展。

2.1 礦山測量工作所要達到的標準

在實際工作中，礦山測量工作的標準較為嚴格，在應用GPSRTK技術執行作業以后，使技術人員在現場可以準確觀察到被測量坐標的位置，從而提高礦山作業的精準度。另外，通過布設多個測量點，進行多次測量，能夠降低周圍環境的干擾源對信號的影響，使得測量數據更加合理。

2.1.1 GPS-RTK技術的優勢

第一，依托GPS-RTK技術的礦山測量操作所顯示出來的數據更為精準;第二，由于該技術具有動態化的特征，使得測量作業效率較高[2]。

2.1.2 測量點的布設標準

基于GPS-RTK技術的礦山測量作業過程需要布設多個測量點來完成，以此來降低測量誤差。

2.2 GPS-RTK技術的信號傳輸過程

在應用GPS-RTK技術實施礦山測量時，信號傳輸是主要的測量原理。通常情況下，在一個礦區范圍內，要建立多個信號基站和流動站，而且要保證周圍環境中的干擾源清除干凈，避免對信號傳輸造成干擾。在執行操作的過程中，基站與流動站間的信號傳輸過程是以來脈沖信號實現的，更需要避免干擾GPS-RTK技術應用的因素對其造成影響，從而使GPS-RTK技術的應用過程較為順暢。

2.3 電力供應給GPS-RTK技術的戶外操作帶來影響

目前，GPS-RTK技術在礦山測量過程中的實際應用需要電力能源的有效配合，因為GPS-RTK技術是靠電力來實施的。一般情況下，需要充足的電力能源，才能進行戶外測量作用。在實際進行礦山測量作業時，往往迫于環境的限制，特別是到了偏遠的山區環境中，要保證電力能源長時間供應是較難實現的。為了避免由于電力不足而影響到GPS-RTK技術的應用，則必須配備超大容量的蓄電電池、電瓶等裝備，確保順利完成礦區測量作業。

3 GPS-RTK技術在礦山測量中的應用策略研究

通過GPS-RTK技術在礦山環境中進行測量的實踐過程，將GPS-RTK技術實際應用的優勢凸顯出來，它不僅可以精確的獲得厘米級精度的定位數據(這是傳統單項GPS技術的重大突破)，而且為工程測量、礦山測量等多元化、多領域的測量模式帶來了新的操作技術，注入了更多的能量，在一定程度上提升了礦山測量作業的整體效率，對行業的規模發展帶來了契機[4]。

3.1 對GPS-RTK技術的合理操作流程進行分析

3.1.1 針對控制點的操作分析

基于GPS-RTK技術的礦山測量操作，首先，要在測區確定出圖根控制點的具體位置，然后，在圖根控制點上架上全站儀，以便于數據信號的有效傳遞，或者，可以為礦山測量配置經緯儀，以此來配合小平板進行測圖[5]。

3.1.2 測圖環節的改進策略

隨著礦山測量作業過程的不斷成熟，目前已經發展為戶外作業所使用的全站儀和電子手簿配合地物編碼進行輔助作業，并且利用大比例標尺測圖軟件來進行測圖，提升數據的精準度，甚至于發展到最近的戶外作業電子平板測圖等程度。

總之，針對礦山環境的特點，以及礦山測量中的種種條件限制，在測站上測四周的地質環境布設信號點是較難實現的作業環節。在操作過程中，這些布設的信號點都能夠與測站進行信號傳輸。這一過程需要三個人左右進行操作，才能將數據信號歸集起來。另外，操作人員需要在數據整理時一旦精度不合要求還得到戶外礦山環境中再次測量，直至測量出相對精準的數據信息[6]。

3.2 GPS-RTK技術的應用實效研究

目前，采取GPS-RTK技術進行測量時，僅需一人就可以完成。一般情況下，需要操作人員背著測量儀器在被測礦區環境中的信號采集點停留幾分鐘即可，信息采集后自動執行數據歸集整理。與此同時，操作人員輸入該區域的既定特征編碼，通過儀器便可以實時了解到點位的準確精度，并將數據傳輸給基站進行分析與歸集[7]。在實際工作中，礦山的開采階段存在很多的復雜技術問題都能夠通過礦山測量來處理和解決。例如：主巷道的定向環節，以及掘進過程中、腰線的給定等等，很多細枝末節都需要礦山測量的技術手段來完成。

通過GPS-RTK技術的應用，技術人員可以輕易的將一個區域測完后迅速回到室內，利用專業的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖。由此可見，基于GPS-RTK技術的礦山測量工作僅需一人即可完成操作，這樣一來，就大大提升了測量工作的效率[8]。GPS-RTK技術在礦山測量過程中的應用效果顯著，給現代采礦事業的發展帶來了極大的幫助。

4 結語

通過研究GPS-RTK技術在礦山測量中的實際應用得到很多啟示，對于社會生產而言，應用合理的配套技術就可以顯著提高生產作業的質量與綜合管理的效率。而且，GPS-RTK技術的優勢較為凸顯，不僅彌補了以往在動態測量領域的空白，而且將GPS技術進行升級。另外，隨著礦山開采工作的日益成熟，GPS-RTK技術將逐步滲透到整個行業環境之中，提高行業生產效能，為社會創造出更大的價值。

[1]李曉璐,林書本,任建英.GPS-RTK技術在大型露天礦山測量中的應用[J].中國高薪技術企業,2010,9(09)：104-105.

[2]吳德領,廉夢超.GPS技術在礦山控制測量中的應用研究[J].價值工程,2012,12(31)：156-157.

[3]李東印.論GPS-RTK技術在礦山測量中的應用[J].現代裝飾(理論),2012,12(24)：163-164.

[4]李恒寶,郭友發.CORS-RTK技術在礦山測量中的應用[J].西部探礦工程,2011,6(06)：141-142.

[5]張廣發.GPS-RTK定位技術在礦山測量中的應用及有點的探討[J].西部探礦工程,2014,3(06)：166-167.

[6]王剛,郭廣禮,李伶.GPS-RTK在山區煤礦測繪與測設中的應用[J].中國礦山工程,2011,12(12)：121-123.

[7]張文兵,李鵬.淺談“3S”技術在礦山測量中的應用[J].科技信息,2010,11(06)：141-146.

[8]賀繼光,逢云峰,姚偉.(GPS)RTK技術在現代礦山測量中的應用體會[J].礦山測量,2010,12(12)：196-197.