GPS-RTK在礦山測量中的應用及其存在問題認識實踐

趙少鋒

（華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050024）

1 GPS-RTK技術概述

GPS-RTK技術是一種以GPS為基礎的實時載波相位差分測量技術，主要應用的原理是將GPS技術以及數傳技術互相結合，能夠對礦山進行實地測算和數據處理，并且能夠在極短時間內獲得高度精準的位置信息。RTK技術的主要優點是作業難度比較小，測量效率相對較高，并且其自動化集成化程度比較高，具有強大的測繪功能，在進行礦山測量作業時，僅需要一到兩人就可以進行操作測量，極大地節省人力投入，同時能夠對數據進行高效處理。

2 GPS-RTK技術在礦山測量中的應用

2.1 應用于地圖測繪工作

礦山測量的工作內容包括地圖測繪工作，在傳統的礦山測量過程中，一般會使用經緯儀搭配小平板進行測量。然后對外業進行測量時，主要是用全站儀進行觀測，一般使用大比例尺測圖軟件成圖形成半野外數字化測圖。而現在一般對野外進行測量時，使用全站儀完成測量完成數字化測圖工作，使用光學儀器測圖技術進行測量時，第一步要布設首級控制，第二步布設圖根控制點，最后才能進行碎部測量工作。在測圖過程中必須保證測站和觀測點之間的光學通視性。一般情況下，需要2到3個工作人員才能完成測繪工作。而使用用GPS-RTK技術進行測量工作，可以省略逐級布設首級控制和圖根控制的階段，直接在礦區基本控制點上架設基準站進行RTK測圖工作，并且在測圖過程中僅需一人使用GPS流動接收機，在需要采集坐標的點上呆上幾秒鐘就可以獲得碎部點的三維坐標。與此同時，搭配高性能的電子手簿在野外測量過程中，可以實時觀測測圖效果，并對其進行及時檢查，盡快修正測圖過程中存在的錯誤情況，能夠在極大程度上提高測圖效率和測圖準確性[1]。

2.2 應用于施工放樣工作

施工放樣工作也是礦山測量的主要內容之一，在礦山企業地質鉆探、地球物理勘探、土地復墾、場地平整、道路測試以及土木工程施工過程中都需要進行施工放樣工作。常規的施工放樣方法比較多，主要包括：經緯儀交會方法、全站儀坐標方法、全站儀邊角法等，但是這些放樣方法都需要觀測儀器和觀測目標之間的地面光學通視性。如果在復雜地形中就需要借助比較多的輔助手段，才能夠完成施工放樣工作，在一定程度上會影響施工放樣工作的效率。而使用GPS-RTK放樣技術，可以事先將設計好的點位坐標輸入到電子手簿中，然后在現場使用GPS流動接收機，會自動提示工作人員走到放樣位置，能夠提高施工放樣效率。并且可以將施工放樣工作的人員控制在一人到兩人左右，能夠節約人力資源的投入。

3 GPS-RTK技術在應用過程中存在的問題

3.1 GPS-RTK技術固有問題

GPS-RTK技術本身的精度比較高，速度比較快，在測量過程中具有較大的靈活性，但是GPS-RTK技術是以GPS技術為基礎的。因此，會受到GPS技術的固有缺陷的影響，主要表現在以下方面：第一，在衛星有嚴重遮擋的地方。例如高大的建筑物旁、大樹下、煤礦井下等，可能會導致RTK機不能正常工作。第二，在無線電干擾嚴重的地方。例如高壓輸電線附近或者微波站周圍，也可能會導致GPS-RTK不能正常工作。第三，就是多路徑反射嚴重的地方。例如巖石裸露的山坡，玻璃外層的辦公大樓以及平靜的水面等，都可能會對測量過程造成嚴重影響，導致測量數據嚴重誤差。

在使用GPS-RTK技術時，需要對以上區域的不利環境進行全面掌握，要盡量避開這些地方，防止測量數據獲取不正常。而且全站儀測量技術不會受到無線電干擾以及多路徑干擾，在上述不利地區進行測量時，可以使用全站儀進行測量作業，尤其是山區的峽谷地帶和森林區域，全站儀測量的精度和可靠性會更高[2]。

3.2 RTK信號覆蓋不全面問題

在GPS-RTK技術使用過程中，信號會對RTK技術產生重要影響，在實際測量過程中，高樓、林區以及礦坑等都會受到一定情況的限制，導致RTK基準信號不能進行大面積的覆蓋，從而導致在測量過程中出現一些測量盲區。這樣可能會對RTK實時測量工作造成一定阻礙，在有些礦區信號能夠達到全覆蓋時，但是信號強度比較弱，也可能會影響測量工作的穩定性和精準度。為了解決信號限制的問題，專業人員對其進行研究后，提出的有效解決措施，可以利用中繼站技術增設網絡物理接收設備。然后將RTK基準站的信號進行差分擴散，這樣可以對測量區域內的信號進行全覆蓋。借此解決測量盲區問題，提高RTK測量工作的穩定性和精準度。

3.3 精度以及穩定性問題

質量不同和型號不同的RTK測量數值精準度以及穩定性的差別比較大。并且在測量過程中可能會受到天氣條件、衛星數據鏈傳輸等情況的影響，導致這些差別在不斷增加。從而導致礦山測量的穩定性和精準度出現問題，為了解決這種情況，在礦山測量工作中，一定要選擇精準度以及穩定性比較好的RTK機，選擇質量較高的測量機器。并且在布設控制點時，要在周圍增設一些檢核點，這樣可以對RTK測量的結果以及質量進行檢驗，能夠在一定程度上增強測量的精準度和穩定性。

3.4 高程異常值問題

使用RTK技術對山區、高原等高層起伏比較大的測量區域進行測量時，可能會出現比較大的誤差。會影響大地高程以及海拔高程之間的轉換，增加兩者之間的轉換工作難度，并且可能會導致轉換值的準確度受到影響，很容易出現異常值。這些異常值的出現，會導致整個測量工作質量出現問題。并且會在一定程度上影響測量工作的效率。為了對高程異常值的問題進行解決，對各個測量點進行測量時，需要保證測區內分布均勻的控制點進行聯測，這樣才能夠獲得正確的高程轉換參數[3]。

3.5 電離層干擾問題

在使用GPS-RTK技術進行礦山測量時，發現在中午時分進行測量，可能會受到電離層的干擾。然后利用RTK技術測量時，接收到的衛星數可能會不穩定，有時候多有時候少。不能接受到來自全五顆衛星的數據，可能就會導致初始化時間比較長，甚至不能初始化，這樣就可能影響測量工作，導致其不能正常進行。但是在上午11點之前和下午03:30分之后，電離層干擾程度會降低，RTK測量的速度和精準度都會得到提高。因此，為了減少電離層對RTK測量工作的影響，可以進行分時段進行測量，避開上午11點到下午03:30之間的時間段。

4 結語

綜上所述，GPS-RTK技術的定位精度比較高，定位速度相對較快，并且具有較高的自動化程度，能夠在一定程度上提高礦山測量的測量精度。在使用GPS-RTK技術進行測圖工作或者放樣工作時，需要對外界環境和單位質量進行密切關注，要使用一定的技術手段以及質量控制措施保證GPS-RTK技術能夠滿足礦山地圖測繪和施工放樣工作的要求。因此，必須關注GPS-RTK技術在應用過程中的問題，對這些問題進行有效的改進和解決，才能夠確保GPS-RTK在礦山測量中的有效應用和準確應用，提高礦山測量的效率和精度。