關于GPS RTK技術在大型露天礦山測量中的實踐分析

李愛民

摘要：眾所周知，GPS衛星定位系統在很多領域都已經熟練地應用，近年來，出現了一種新的技術——GPS RTK技術，伴隨著GPS接收機定位精度的提高，現在GPS RTK技術廣泛用于各種測量領域。本文就從GPS RTK技術的工作原理以及工作流程入手，分析GPS RTK技術在大型露天礦山測量中擁有的優勢以及在實踐過程出現的問題并提出自己的見解。

關鍵詞：GPS RTK技術；露天礦山；測量；實踐

一般礦山測量指的就是礦山控制、礦山工程、礦山地形等的測量，還有礦山地形圖繪制等。主要目的就是在礦山的建設開采中，為礦山的規劃、勘探、生產、運營、管理以及礦山報廢等進行的測繪。傳統的測量技術不成熟，耗時耗力，而且精度不夠。GPS-RTK技術被熟知的就是高精度、高效率、全天候、操作簡便、多功能、應用廣泛等，尤其是在高海拔地區，大大減少了測量的工作量，提高了露天礦山測量的工作效率。

一、GPS RTK技術的特點及工作原理

1、GPS RTK技術的特點

GPS實時動態測量簡稱為RTK（Real-Time-Kinematic），又稱為載波相位差分技術，是一種可以實時處理兩個測站點載波相位觀測量的方法。它可以實時地提供測站點指定坐標系中的三維定位結果，并且能夠達到厘米級的精度。在使用RTK技術的作業模式時，基準站通過數據鏈將觀測值以及測站坐標信息傳送給流動站。流動站不但要通過數據鏈接收數據，同時要采集GPS觀測到的數據，并且要在系統內形成差分觀測值再進行實時處理，流動站可以是靜止的狀態，也可以是運動的狀態。

2、GPS RTK技術的工作原理

基準站、數據鏈和流動站組成了實時動態（RTK）定位系統，要保證實時動態的檢測就要建立無線數據通訊，它的原理就是以精確度比較高的控制點作為基準點，安裝一臺接收機做參考站，開始對衛星連續觀測，流動站安裝的接收機接收衛星信號時通過無線電傳輸設備接收到基準站上觀測的數據。然后流動站上的計算機會根據相對定位的原理實時得出流動站的三維坐標和測量的精度，這樣在礦山測量的過程中就可以實時檢測情況，而且十分精確，節省了測量的時間，從而提高了工作效率。

二、GPS RTK 技術在大型露天礦山測量中的實際操作

現代的礦山生產中普遍都在使用現代化設備和技術進行生產，這樣也使礦山的規模不斷擴大，產量也隨之提高，但是在這種情況下，就要求對于露天礦山的測量要足夠迅速準確的提供資料監控指導礦山的生產。由于露天礦山的作業始終都處于動態中，這些環節都需要測量和指導，此外，露天礦山作業在露天的場所下進行，就會受到氣候環境的影響，如果是雨雪天或者是干旱汛期，這些都影響儀器的使用。露天的礦山生產很難實現封閉式的生產，因為其采場以及排土場始終都與外界相連，所以，露天礦山具有開放性的特點，這樣就要求對礦山實時檢測，以此來避免發生災害。

1、測繪礦山大比例尺地形圖

為了滿足礦山的生產建設，就需要測繪礦山大比例尺地形圖，使用傳統的方式測圖，要先建立控制網，接著進行碎部測量，最后才可以繪制出大比例尺地形圖。這種方式工作量極大，會花費很長的時間，并且每組需要3-4個人，造成人力的浪費。而采用GPS RTK技術進行測量，設置好基準站就可以自動工作，只需一個人操作，而且能夠得到精確的坐標等信息，然后在室內就可以使用軟件繪成地形圖。而且這種方式采集速度較快，降低了測圖的難度，真正做到省時省力。

2、露天礦山的采剝量的驗收

大型的露天煤礦，每月的剝離量很大，一般根據工程的性質，每個月都要對煤礦的采剝量進行驗收。傳統的驗收方法，要先在采場的周圍設置控制點，而且還要要保持點間通視，必要時要引測到采場的內部進行碎部測量。由于工作量較大，需要提前一周完成驗收工作，而且為了保證精準度，每次在工作前都要對控制點進行檢查。但是采用GPS RTK技術進行測量就不需要這么繁瑣，只要設置好主機，就可以同時采集多個流動站進行，只需要架設好主機，即可同時采用多臺流動站進行采場現狀碎部點的采集工作。由于每個采集點都是獨立測量的，所以也不存在積累誤差的情況。使用GPS RTK技術進行測量很短的時間內就可以完成采場采剝量的驗收，不僅提高了精確度還提高了工作效率。

3、鉆孔的測量及放樣

采用GPS RTK測量技術在一個控制點上架設好基準站，啟用其他的控制點就可以同時采用多臺流動站對鉆孔坐標進行測量。測量的工作人員只需要把各鉆孔的坐標輸入GPS手簿中，采用GPS RTK點放樣功能就可以將鉆孔點位標定到實地的位置。

三、GPS RTK技術在應用時的注意事項

1、測點選在開闊處

GPS RTK在礦山測量中具有很多優勢，但是這項技術是建立在衛星定位的基礎上的，測點的選址就要求視野開闊，在礦洞內、樹木下、陡坎高房旁等對衛星有遮擋的位置都會造成儀器不能工作或者是測量質量下降，所以在礦山生產工作前要熟悉了解測區的情況對測點進行選址。

2、避開外界電磁波的干擾

GPS RTK 測量技術在基站和流動站間的聯系是依靠脈沖信號的，所以在GPS RTK 技術進行作業時要盡量避開外界電磁波的干擾，在存在干擾的環境中應該延長觀測的時間確保測量的精確度。

3、減輕測繪工具的重量

GPS RTK 測量技術所使用的設備要比普通方法要重的多，這樣就增加了測繪人員的操作難度，設備不易于移動，所以在設計產品時，要盡可能的減輕設備的重量，來減輕工作人員的負擔。

4、設備的充電問題

流動站的電力設備中，電池的電量有時會出現滿足不了長時間作業的需求，這樣就會造成作業的中斷，影響作業的進度，所以在山區或者是人煙稀少的地方要考慮到設備充電的問題。

5、嚴格規范地操作

在使用GPS RTK 測量技術時要注意減少人為因素對測量結果精準度的影響，得到的控制點的數據輸入手簿時要進行仔細地檢查，避免輸入錯誤導致的返工，避免費時費力。

結語：

GPS RTK 測量技術是一種新的測繪技術，現在已經成功地在各行各業運用，當然也包括大型露天礦山測量在內，在測量過程中，它獨特的優勢在測量過程中得以體現。雖然還存在著一些不足，但是這種技術可以降低測量工作人員的工作難度，進而可以提高工作效率。

參考文獻：

[1]張應學.GPS在礦山測量中的工作原理及應用分析[J].中國新技術新產品，2010（05）.

[2]賈志忠.GPS在礦山測量中的工作原理及應用分析[J].科技資訊，2011（03）.

[3]馬健. RTK技術在礦山測量中的應用[J].露天采礦技術，2010（03）.

[4]張忠.基于GPS RTK的礦山地形工程測量方法研究[J].科技創新導報，2010（07）.endprint