GPS-RTK技術在礦山測繪中的應用探討

曾瑞棟，肖 俊

（崇義縣自然資源局，江西 贛州 341300）

礦山工程測量是提高礦山資源利用率的基礎，也是礦山建設的基礎，對提高礦山安全生產、精準開采等有著積極的作用。隨著現代化測繪技術的發展，礦山工程測量方法的選擇也越來越多，均顯著的提高了測繪效率和質量，降低了測繪成本[1]。本文以GPS-RTK技術為研究對象，分析該技術在礦山測繪中的應用，尤其是在復雜礦山環境測繪中的應用。

1 GPS-RTK技術優勢

GPS-RTK技術是一項現代化測繪技術，是以GPS接收機、軟件系統和數據傳輸系統為一體的現代化測繪技術，該技術具有測量精度高、實時動態測量優勢，在礦山工程測量中占據了重要的地位。GPS-RTK技術的優勢主要體現在以下幾個方面：

（1）高精度優勢。GPS-RTK技術是以北斗系統為基礎，以GPS接收機為中轉站的一項新型測繪技術，具有實時動態監測的優勢，是以基準站和流動站相結合的方式進行礦山測繪，能夠獲得較高的測量精度，其精度可達厘米級，尤其是在復雜測繪條件下更有利。

（2）高的測繪效率。GPS-RTK技術是以基準磚和流動站相結合的方式進行礦山測繪，減少了測繪站點之間的搬運頻次，加之每一站點測繪覆蓋范圍較大，顯著的降低了站點的搬運次數，提高了測繪工作效率。此外，GPS-RTK技術操作簡單，僅需極少量的測繪人員就可完成相應的測量任務，提高了測繪效率。

（3）低的測繪成本。GPS-RTK技術顯著的提高了測繪效率，減少了大量的外業數據采集工作量，減少了測繪人員的投入，降低了測繪成本。此外，該技術減少了外業測繪區域實地測繪的任務，可根據衛星系統獲得的遙感影像等資料完成。

2 GPS-RTK技術在礦山的應用

（1）工作流程分析。GPS-RTK技術已廣泛的應用于礦山測繪領域，其應用流程可概括為以下幾個方面：一是基準站的建設，基準站的建設必須考慮礦山范圍的地形地貌等，使得衛星信號接收無誤；二是流動站的建設，流動站的合理建設是提高測繪效率和質量的基礎，因此要充分考慮測繪范圍地形地貌、植被覆蓋率等問題，盡可能選擇在視野開闊的區域；三是控制點的選擇，控制點是控制測量和提高測繪質量的基礎，必需選擇在易于分辨、無爭議的區域，為了便于其他測量工作重復利用，盡可能選擇在交通條件好、易于保存的位置；四是控制網布設，控制網的密度和布設要根據礦山地形地貌以及礦山地形圖比例尺大小設定，在視野開闊的區域可減少控制點的布設，而在地形復雜的、植被發育的區域盡可能的增加控制點；五是數據的解算問題，數據解算是GPS-RTK技術的核心步驟，關系到整個測量質量的高低，因此在外業數據采集過程中要嚴格執行操作[2]；六是控制點的高程測量，控制點的高程重新測量是檢驗GPS-RTK技術測量精度的有效判別指標；七是碎步測量，礦山碎步測量需與RTK技術相互配合使用（圖1）；八是數據內業綜合處理，輸出成果圖件。

圖1 RTK技術工作流程圖

（2）布設控制點。在開展礦山測量之前，需要對礦山范圍內的測繪資料進行收集，盡可能的收集測繪區域內的水準點、三角點等資料，如在某金屬礦山范圍內分布國家級的水準點2個，三角點4個。在完成資料收集的基礎上，根據礦山測繪面積、地形地貌以及收集到的三角點、水準點的分布現狀將測繪區域進行區塊劃分，對地形地貌變化較大的區域劃分成若干子區塊，分別進行測繪，若無需劃分，則根據已有三角點、水準點位置重新設置其余新的三角點、水準點等若干個，數量根據地形圖比例尺和地形地貌復雜狀況確定，對設置好的三角點等進行埋石。在完成埋石后，對各類控制點進行基座測量，誤差應控制在2mm以內。此外，在開展測量之前，對GPS進行靜態定位測量，高程誤差應小于6mm，如某金屬礦山最終獲得高程的閉合誤差為0.55mm，完全滿足金屬礦山大比例尺測繪的基本要求。

（3）控制網建設及礦山測量。控制網的建設工作是提高GPS-RTK測量精度的基礎，控制網建設要根據地形地貌、比例尺要求進行，在視野開闊區域可適當減少控制點的分布數量，在地形復雜、植被發育的區域盡可能的增加控制點，可有效的提高測量精度[3]。在完成控制網建設的基礎上開展礦山工程測量，除完成礦山范圍內地形圖繪制等傳統任務的基礎上，還可根據流動站、基準站等對礦山周圍進行礦山地表沉降監測，也可以為井下巷道的掘進等提供精準的方位。

（4）礦山信息管理。在現代化礦山建設過程中形成了大量的礦山數據信息，面對海量的數據，如何加強數據的綜合利用是亟待解決的問題。GPS-RTK技術可以實現礦山信息的綜合管理，使得礦山信息利用率明顯提高。如果GPSRTK測繪成果與礦山已有信息格式不匹配等，顯然降低了數據的利用效率，但是GPS-RTK技術能夠實現不同格式的數據優化處理、智能刪減，進而確保測繪數據的可利用性[1]。此外，GPS-RTK技術具有強大的數據控制和傳輸功能，能夠更好的實現數據自動化控制和處理效率，測繪人員僅需根據所需選擇數據類型進一步編制即可。

（5）成果圖件輸出。礦山測繪是以地形圖等基礎性圖件為最終體現形式，在完成上述數據處理好要進行數據的輸出過程，為了提高輸出圖件質量更加優化，可通過以下幾個方面改進：一是在外業數據采集過程中，測繪人員及時的對外業采集數據進行核查，將錯誤的數據進行分析，并重新采集，對格式不統一的數據及時轉換成統一的格式[2]；二是重視三維地形圖的利用率，根據三維地形圖對輸出的地形圖逐一排查，確保最終輸出的地形圖是準確的；三是根據不同比例尺的要求，對地形圖上的地物進行刪減工作。

3 結論

由上可知，GPS-RTK技術在現代化礦山測繪領域占據了重要的地位，具有成圖快、精度高、成本低的優勢，在礦山測繪領域具有廣闊的前景。此外，GPS-RTK技術不僅能夠完成常規的礦山測繪任務，還可以實現礦山地表形變監測，對礦山長期建設規劃來說，GPS-RTK技術更適合于礦山長遠發展。