GPS-RTK測量技術在露天煤礦中的應用

符可興

摘要：露天煤礦的開采是比較常見的開采場景，在開采的過程中，邊坡的穩定性對開采的工作有著非常大的影響。利用好GPS-RTK技術，能對露天煤礦開采起到幫助作用。本文就GPS-RTK測量技術如何應用進行討論。

關鍵詞：GPS-RTK;測量技術;露天煤礦

煤礦資源是當前我國能源供應的重要能源之一，隨著經濟的發展，社會各行各業對于能源的依賴程度越來越高。在這種情形下，如何做好煤礦的開采有著非常重要的意義。GPT-RTK的使用，對于露天煤礦起到了非常好的保障。

一、什么是RTK

RKT的全稱是載波相位差分技術，結合GPS進行測量，能夠根據載波定位對檢測目標進行非常準確的測量，其測量精度精確到厘米級。通過RTK進行測量后，再由GPS進行傳輸，將測量的結果及時反饋到相關系統中，為工作人員的判斷提供及時的數據支撐。

二、RTK由哪些部分構成

其主要的組成部分有GPS信號接收系統、軟件操作系統和數據傳輸系統。

（一）GPS信號接收系統

在常規的露天煤礦開采的過程中，一般是對基準站和流動站同時進行檢測，以提高檢測的準確性。這種雙頻率接收的裝置，能夠提高其測量的精度和運行的速度。如果遇到多個用戶同時進行訪問的時候，需要對其頻率和接收器進行相同頻率保障。

（二）軟件操作系統

軟件操作系統，是通過對信號結果進行解析，數據展示的工具。軟件系統可以代替人工進行數據解讀，在相應標準接口的情況下，對數據進行解析，從而將正確的數據進行直觀的展示，并進行相應的分析[1]。工作人員通過軟件系統可以直接對數據進行解讀、判斷。另外，軟件系統還可以支撐工作人員下達相應的指令，將指令轉化為終端設備運行的語言，讓終端設備做出相應的動作調整，使設備按照工作人員的要求進行工作。

（三）數據傳輸系統

數據傳輸系統是保障數據終端和后臺的重要組成部分，它是對終端設備信號進行接收后，通過GPS將數據傳輸到后臺的過程。其組成一般是GPS信號接收器和無線信號發射臺兩個部分。之所以應用廣是因為它的適應性能強，能夠在復雜的天氣情況及地形情況下，對信號頻率進行調整，保障數據傳輸穩定性。

三、GPS-RTK在邊坡測量中的應用

進行露天煤礦開采的過程中，通過對邊坡進行檢測，確保邊坡的穩定性，是保障安全作業的重要內容。在開采的過程中，影響邊坡安全的因素比較多，有開采的影響、邊坡的角度、運輸的擾動、山體的地質結構等。這些因素在相應的環境條件下，會反映出不同的狀態。對于這些狀態，一般都有相應的閥值進行控制，一旦超出這個閥值，就需要對邊坡進行加固處理，以確保生產作業的安全性。

（一）如何進行監測點的設置

監測點的設置需要從三個方面進行考慮，一方面是基礎監測站的設置，二是校驗基站的設置，三是邊坡測點的設置。在這是基礎監測站和校驗站的時候，需要注意兩者與礦場的直線距離需大于4.5KM。進行基礎監測站設置需要考慮以下方面：一是要注意該位置的視野情況，確保在一定的高度基礎上，能夠有良好的視野。二是沒有大型障礙物。對障礙物的判斷根據是一定范圍內障礙物的高度角需小于95度。三是對于周邊地質環境的考察。由于基礎監測站的設置需求，其周邊的土層需是堅硬的土地，整體地質情況較好。四是需要對附近的磁場進行判斷。在150米范圍之內，基站周邊需要各類強電磁的干擾。

校驗站主要的作用是對基站的狀態進行確定。如果基站出現問題，可以通過校驗站進行逆推確認出現問題的基站所處的位置。

邊坡檢測包含三個方面，分別是外邊坡的監測點、開采層邊坡監測點和運輸道上的監測點。這三者的設置需要嚴格按照相應的距離范圍進行設置，并且所有點的分布需要形成網格。兩者之間的距離需要進行控制，確保監測的范圍和監測的有效距離。

（二）基準系統

對于基準系統的選擇，需要選用合適的系統[2]。當基準系統選擇為平面直角坐標系統和GPS大地高程測量系統的時候，需要將子午線設置為中央子午線以確保內部投用的基準面。

四、如何進行信息采集

（一）基站的坐標

RTK的信號接收器需要安裝在基站上，然后按照信號確定基站所處的位置，通過對照經緯度，明確坐標。

（二）邊坡監測點的位置

邊坡監測點的位置確認與基站的坐標確認一致，需要先進行信號接收器安裝，然后根據子午線判斷，確定其所處的坐標。將參數設置完成之后，對流動監測站分別在不同的點上進行監測，點數約為100，從而確認其合理的坐標及運行路線。

（三）變形量的測量

對于變形量的測量，是在一段時間之內的測量計算結果，分別指單個時間點的結果。只有通過不同的時間進行對比判斷，才能確認邊坡的狀態及是否處于高風險的情況下。

邊坡變形的檢測一般情況下是通過三種方式，分別是靜態測量，快速靜態測量和GPS-RTK測量。在這三者之中，RTK的靜態測量精度是最高的，具有較強的控制能力。在進行靜態布網的情況下，通過RTK進行動態檢測。這種同時兼顧動態和靜態，能夠確保測量的數據真實反饋實際的情況。通過RTK的原理和精度測量的時候，需要對三個方面加以重視，分別是基準站、流動站以及通訊設備。正常情況下，基準站的布設位置能夠將數據傳輸給流動站，起到中轉的作用。而流動站是對衛星信號和基準站信號進行吸收的沒通過軟件系統進行分析判斷，確認其坐標[3]。在檢測的過程中，對于基準站，也需要位置之間的距離，能夠符合相應的標準，同時兼顧準確性和精度。

（四）邊坡監測位置的選擇

進行邊坡監測的時候，要考慮到信號的傳輸穩定性。只有信號能夠進行穩定的傳輸，才能確保監測的數值能夠達到后臺系統上進行分析判斷。因此，在進行位置選擇時，要考慮整體的視野，標準范圍內沒有大型的建筑物阻擋和無線電波的干擾。對于場地的選擇，要盡可能選擇視野相對開闊的地方，并且需要結合監測對象的情況，以便能夠及時進行監測。進行埋石的時候，要達到凍土層以下，避免因溫度的變化使得土層的狀態受到影響，從而影響設備的穩定性。;另外，埋石的時候要注意標志的投放，以確保遠距離觀察能夠觀察到相應的點位。

（五）邊坡穩定性控制

邊坡的穩定性主要由采礦、自然環境、地質和人為影響組成。采礦的影響下，如果坡角度數較大，即可能出現邊坡的危險事故發生。而自然環境的影響，主要是臺風、暴雨、泥石流、地震等影響[4]。當出現暴雨的時候，雨水的沖刷使得邊坡表面受到極大的力，而雨水滲透到土層內部，使得土層出現松動。這種情況下，滑坡的現象極有可能出現。人為的影響主要是進行開采的設計不夠合理，或是開采的過程中沒有按照最初的設計進行開采，從而導致滑坡情況的出現。

（六）設定好預警數值

邊坡安全監測的時候需要對相應的閥值進行設定。當數值超出閥值，則出現聲光、信號報警，從而讓開采單位能夠及時采取相應的處置方案，以應對即將出現的滑坡等情況。如果沒有設置好預警數值，當危險即將發生的時候，沒有應對措施，極有可能對工作人員的生命安全造成影響。

五、結語：

RTK在露天礦開采的過程中有著非常重要的作用，能夠及時對潛在的危險發出預警，減少危險事故的發生。在進行監測設備布設的時候，需要根據監測的需求，嚴格按照布設方案進行布設，從而確保監測的有效性。

參考文獻：

[1]劉志飛.露天煤礦邊坡穩定關鍵影響因素研究[J].中國化工貿易，2017（34）.

[2]殷振華.煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術分析[J].建筑工程技術與設計，2017（17）.

[3]趙智明.GPS快速靜態法在地質工程測量中的應用研究[J].價值工程2012（10）.