GPS—RTK技術在礦山測量中的應用分析

孫元峰

摘 要：礦山測量是礦物開采中不可缺少的環節，只有準確的測量結果才能保證后續的開采順利進行。當前隨著我國各種高新技術不斷發展，礦山測量方面也逐漸將傳統的測量方法進行轉變，在其中融入了計算機網絡技術，對礦山開采起到了推動性作用。本文就圍繞GPS-RTK技術于礦山測量中的應用進行分析，為今后進一步完善礦山測量技術提供參考。

關鍵詞：GPS-RTK技術；礦山測量；應用分析；研究

礦山測量是礦山建設、作業的基礎部分，其主要為礦山的整體設計、規劃、生產、勘探等方面提供有效數據信息，同時因為礦山測量工作的特殊性，其不僅需要對礦山的井下開采、地上策劃提供服務，還需要通過相關工作平臺對礦山的地質情況進行分析，以此來進一步保障礦開采的安全生產。

一、GPS-RTK的構成部分和原理

1.軟件系統：其能夠對實時動態測量的功能以及質量起到支持作用，同時還可以有效地保障準確、可靠的測量結果以及可行的實時動態測量，因此具有十分重要的作用。

2.數據傳輸設備：又被稱作數據鏈，用戶設備的接收機以及基準站的無線電發射臺共同組成了數據傳輸設備。其主要是以流動站與基準站之間數據的傳輸速度、環境質量以及距離等作為依據，科學合理地選擇其功率以及頻率。

3.GPS接收設備：因為雙頻觀測值除了具有較高的精度之外，同時在對整周未知數進行計算的時候還具有快速準確的特點，因此雙頻GPS接收機在流動站以及基準站上都有所涉及。如果基準站服務于數量較多的流動站，那么就要選擇與流動接收機的最高采樣率相同的接收機采樣率。

4.GPS―RTK測量技術的工作原理

GPS-RTK測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統，其組成部分包括基準站、流動站、數據鏈。基準站上GPS安置接收機，對所有可見的GNSS衛星進行連續觀測，并將其所觀測到的數據，通過無線電傳輸設備實時地發送給流動站。流動站上，GPS接收機在接收衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據動態相對定位原理，實時解算觀測數據，并在流動站手簿上顯示三維坐標及其精度。

二、在礦山測量中GPS-RTK技術的具體應用

1.放樣工作

在利用GPS-RTK技術開展放樣工作的時候，一定要結合測量區域的控制點情況，設計相應的觀測規劃，嚴格按照相應的設計要求進行放樣，一直到滿足礦區放樣精度要求為止。RTK用于校正的控制點坐標一定要保證相對準確，并且相應大地坐標也要相對準確。在放樣工程點的時候，校正點一定要保證數量足夠、范圍合理、點間關系符合地域性。在采用此種技術進行放樣的時候，主要包括兩種方式：點放樣、線放樣。在進行具體放樣的時候，需要將設計點坐標輸入電子簿中，之后在場地中進行走動，結合GPS接收機的顯示情況，明確放樣點位置。此種測量技術可以進行坐標的直接放樣，具有精度高、操作簡單等特點，在礦山測量實踐中，不僅可以提高測量工作效率，還可以完善測量指導工作。

2.建立和使用礦區控制網

控制點之間相互通視是常規控制測量的要求，但是其具有不均勻的精度以及較為復雜的作業程序。在進行控制測量工作的時候對GPS-RTK技術予以應用能夠將定位結果迅速得出來，并且還可以對定位精度予以明確，從而使作業效率得到了極大地提升。GPS-RTK技術的運用能夠使礦區控制網的要求得到充分地滿足，GPS控制網如果在幾個點同時運用就能夠將一個完整的礦區覆蓋起來。而且GPS-RTK技術還具備厘米級的精度，所以在礦區進行控制網的布設過程中運用GPS-RTK技術除了能夠滿足規范的精度要求之外，同時還具備省時省力以及快捷方便的優勢。

3.對坐標轉換參數進行求取

要想使原始大地的經緯坐標系統能夠在GPS-RTK技術當中向著當地坐標系統的形式進行轉換，就應該先將坐標轉換參數計算出來。在這個過程中需要建立不少于三個的高精度的當地坐標值，然后才能夠將坐標轉換參數求取出來。利用GPS-RTK技術就能夠將坐標轉換參數快速的求取出來。

4.測量礦區地面形變

傳統礦區地面變化測定時，需要針對同一地面點的水平位置、高程在不同時間實施測定，之后將實時測定的結果與之前測定的結果相對比，經過計算得出地面點位置是否下沉以及移動的數據，這樣的測量方式可以為礦山規劃提供準確的分析結果，但同時這樣測定方式相對較為費時。而使用GPS-RTK技術于地面變化測定中，會通過地變形檢測網的輔助來對其完成，具體操作為，首先在需要就行測定的礦區部位安置形變觀測點與基準點，之后與變形監測網相連，通過相關儀器對這些觀測點進行實時數據分析，之后在通過計算機對各部分變化的數據整合計算得出結果，無需過多的人工操作，整體更為省時。此外，因為GPS-RTK技術在礦區地面變化檢測中使用的是GPS靜態定位，所以數據更加準確的，最終的測定結果也更具可行性與科學性。

5.測量礦區工程

礦區的測量屬于整體測量工作中的重點，而因為礦山的工作區域許多都處于山區或者丘陵地區，所以可以直觀進行測量的位置較少，超高的森林覆蓋率也為測量工作帶來了阻礙。常規的測量技術缺乏靈活性，所以測量的效率與精準度往往都達不到預期要求。而GPS-RTK技術可以很好的將上述問題解決，其主要使用鉆孔放樣以及整體地形地貌勘察、露天高校采場驗收等方式完成礦區工程測量工作。此外，GPS-RTK技術還可以使用于其他相關工程測量工作中。對彌補測量數據不足、偏差等問題十分有效。

6.采剝現狀與地形測量

在傳統礦山測量中，需要在待測區域中設定圖根點以及控制點，并將這些點在施工圖紙中標注出來，方便后續測量工作的開展，這樣的測量方法不僅費時費力最后標注的結果還有可能會出現偏差，導致整體測量工作返工。針對這些不足，在測量中增加了GPS-RTK技術應用，首先GPS-RTK技術整體應用范圍較廣，其中的一個監測點可以滿足12公里內的測量區域的測量要求，并且通過計算機進行的精準計算，結果更具科學性與準確性，有效減少了返工的可能性，加強了對控制點的檢測度，避免檢測數據中各種精度的偏差，對礦山作業有很強的促進作用。

7.土方工程量驗收測量

用GPS-RTK在采場測量，如果信號好的話每2s-4s能完成一個點，精度能達到2cm―3cm，GPS還能配合成圖軟件形成管理一體化數據鏈，減少數據轉抄、輸入等中間環節并實現CASS制圖數字化。非蔭蔽礦區可考慮建立單基站CORS系統實現無人值守，用VRS技術提供GPS實時測量數據服務，滿足采沙場、采石場等露天礦山工程測量等動態項要求且連續可靠。

三、結語

實踐證明RTK測量技術給現代礦山測量帶來了重大的技術變革，大大減輕了礦山測量工作者的勞動強度，同時，隨著礦山測量技術的不斷發展和煤炭需求量的增加，礦山測量的手段和儀器都將不斷更新換代，現階段比較先進的GPS―RTK技術必定被更高水平的測量技術所取代，礦山測量一定能夠實現測量精度更高，測量效率更高，測量工作量大大降低。

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