在實際露天礦山測量中GPS—RTK技術的運用

宋澤忠

摘要：GPS-RTK在礦山的開采過程中發揮著重大作用，本文簡單的闡述了GPS-RTK系統的基本原理，在礦山測量中的作業流程，與傳統測量相比所具有的優點，以及在實際應用中常遇到的問題，并提出相應的解決對策。

關鍵詞：GPS-RTK；礦山開采；測量技術；應用

1 前言

隨著經濟的快速發展，GPS在工程中得到廣泛應用，并且GPS的應用也在逐漸改變著傳統的測量方式。GPS為傳統的測量提供了多種選擇。隨著科技的不斷發展，RTK技術更是推動了GPS的前進。RTK技術具有全天候采集的性能，且對空間條件的適應性極強，這些優點使得RTK技術在野外露天礦山測量中起到重要的作用。

2 GPS-RTK的工作原理

實時動態定位技術，也成為RTK系統因為自身定位準確，及時被廣泛運用。RTK可以根據載波相位觀測實時差分。他的工作原理為將一臺接收器放置于接受站上，而另外一臺或者多臺接收機放置在RTK是載波相位觀測，根據實時差分GPS測量的實時動態定位技術，這種技術是在基準站上面擺放1臺接收機，在流動站上面放剩下的幾臺，雖然它們放置的地方不同，但是它們能夠在相同的時間接收到相同的GPS衛星發射的信號，我們獲得的觀測值是通過基準站上面的那臺儀器接收到的。把這個觀測值和我們已知位置信息放在一起做比較，他們之間的差值就叫做GPS差分改正值，共視衛星的流動站把由無線電數據鏈電臺傳遞過來的差值精確化，轉換成GPS觀測的數值，然后運用一定的方法，把所得到的經差分改正后得到流動站精準的實際位置，促使它的測量精度可以迅速的達到厘米級僅僅在1-25s時間內，通過以上過程隨時計算出的定位結果，由此可以推斷，用戶站和基準站觀測的質量和解算結果，我們根據這兩方面的成果來確定是否達到我們想要的預算結果，這樣就可以減少觀測的次數避免浪費我們的精力和時間。因此，GPSRTK測量技術精度高，時效性和效率，在工程測量中得到了廣泛的應用

3 GPS-RTK在露天礦山測量中的作業流程

3.1內業準備

（l）根據工程項目，設定工程名稱，輸人可用控制點坐標。

（2）參數設置：對基準站、流動站的數據采樣率進行設置，以及高度截止角的設置。

（3）若已知坐標轉換參數，則直接輸人手簿。

（4）實施工程放樣前，內業輸人每個放樣點的設計坐標，以便野外實時、準確放樣。對于較多的放樣點，RTK手簿可將坐標文件以CSV格式通過數據傳輸軟件直接導人。

3.2求定測區轉換參數

在進行一些礦山方面的測量，往往會運用兩種坐標系：北京坐標系或獨立坐標系。在進行WGS一84坐標與這兩種坐標系進行轉換的時候會有很多問題的出現。所以，坐標轉換工作就非常重要，需要我們細心周到，在RTK作業時實時給出準確恰當的當地坐標。

（1）對于較大型的測區，在RTK施工的時候，我們首先要做的就是轉換測定參數，然后在高等級控制點相同的一點上面的北京坐標系或獨立坐標系求出轉換的數據，

從而可以準確的輸入參數以及基準站的坐標。

（2）除了上面這種方法，另一方面當我們在RTK作業時我們可以首計算出轉換的數據。第一，設立基準站并采集單點定位wGs一84坐標的選址上面要注意選擇一眼望不到邊際的那種視野開闊的地方。第二，流動站聯要多測幾個高等級的控制點，盡量四個或者四個以上，最后就可以求解標轉換參數。

3.3基準站的安置

（l）像微波站，電視臺這種大功率由無線電發射源受到強烈干擾的地區，所以在安置基準站的時候要保證基準站遠離這些超過200m的距離。遠離高壓輸電線和微波無線電傳送通道，所以在安置基準站的時候要保證基準站遠離這些超過500m的距離。來避免電磁場對GPS信號的干擾。

（2）基準站應安置在周圍沒有大面積水域或者大型建筑物的地方，因為它們會反射GPS信號物，減弱GPS多路徑效應甚至導致數據鏈丟失。

（3）電臺信號不能干擾GPS衛星信號。例如不宜把基準站電臺離GPS接收機太靠近。另一方面，電臺信號線盒電源線過長時卷起來形成渦流，這樣會造成磁場的產生，干擾GPS信號。

3.4 GPS-RTK施測

從測區控制方面來講，基準站的安置應該選擇四周沒有各種強電磁干擾源的地方或者可以看到6顆或者超過6顆的GPS衛星這種通視好的地方，該GPS衛星PDOP值不大于7時，它發生初始化，一般只需5S就可以得到固定解，獲得固定解之后就可以輸入基準點坐標和天線高，為下一步連接流動站做準備，點擊手簿中RTK流動站模塊，進人RTK點的采集功能，選擇控制點類型，3個以上高等級控制點的測區聯測，通過手簿軟件中GPS點校正手段，求解出坐標轉換參數和標準偏差。當校正結果合格后，對已知控制點檢查無誤后，流動站即可返回RTK流動站模塊，進行地形地物點的采集，或點擊手簿中的放養模塊進行征地邊界或開采臺階邊坡或管道管線的放樣作業等。

4 RTK的優點

（l） 我們往往會在一些復雜的山區進行測量作業，也就意味著我們會面對一些諸如通視困難的問題。按照過去的技術就需要增加大量控制點和多次搬站，非常的繁瑣和麻煩，隨著科學技術的進步，RTK技術就能夠解決傳統測量受限制這一問題，因為可以忽略不計它自身受通視條件、距離等因素影響，點間通視不作要求，僅僅只需要把基準站放在測區中心視野開闊的較高點上，在滿足其流動站基本工作的條件下，就可以在幾千米的范圍內采集。[1]

（2） 操作簡便且數據處理能力強，與各種設備如計算機、全站儀的數據傳輸方便快捷。[2]

5存在的問題及解決對策

（l）在地形起伏高差較大的山區和密林區以及在采區地勢低洼的地方，衛星信號都會受到一定程度的減弱。在一些偏遠的地區，因為它們的信號太弱，我們在測量的時候會在這種技術的基礎上面配合一些常規方法。

（2）受天空環境的影響，中午受電離層干擾大，公用衛星數少，常接收不到5顆衛星。[3]

（3）在測量作業過程中，有時會出現在某個時間段或區域內解算時間較長，甚至無法獲取固定解，可適當的提高高度截止角。

6結語

GPS-RTK技術在礦山礦區生產中的測量應用中可以看出，GPS-RTK技術較其它的技術可以需要更少的人力更快的更好地完成測量作業?？梢圆幌襁^去傳統技術那樣要求同時觀測、超高的精度等特點的優越性，極大地提高工作效率，降低了勞動強度，使礦山測量工作更加方便快捷，準確地指導了生產。

參考文獻

[1]周忠謨，周琪.GPS衛星測量原理與應用[M].北京測繪出版社，1997.

[2]劉基余，李征航，王躍虎.全球定位系統原理及其應用[M].北京測繪出版社，1995.

[3]全球定位系統GPS測量規范（CH2001-921992）[S].