GPS-RTK 技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用

李 斌

（臨汾市土地收購儲備中心，山西 臨汾 041000）

GPS-RTK 技術(shù)改變了傳統(tǒng)測繪的方式和程序，主要體現(xiàn)在控制網(wǎng)的部署不再以逐級布網(wǎng)的方式為重，而直接在首級控制之下，部署控制點、采集地，高效完成部署工作，并且提高了測繪結(jié)果的精準(zhǔn)度，減少誤差。

1 GPS-RTK 技術(shù)的特點

GPS-RTK 技術(shù)是基于GPS 技術(shù)發(fā)展延伸而來的，根本上還是一種定位技術(shù)，但是其能與工程測繪工作進行良好的結(jié)合，并且獲得良好的應(yīng)用效果，因此被廣泛應(yīng)用在水利工程測繪中。可以RTK 技術(shù)分為毫米級、厘米級，而根據(jù)處理方式的不同，又可以將其分為靜態(tài)處理、動態(tài)處理等不同類型。RTK 技術(shù)具有高效率、高精準(zhǔn)度等優(yōu)點，并且能在處理數(shù)據(jù)之后對數(shù)據(jù)進行實時校對，避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。。除此之外，RTK 技術(shù)的應(yīng)用具有很高的應(yīng)急能力，能在發(fā)生障礙物失鎖障礙時快速重新獲取衛(wèi)星數(shù)據(jù)，進而完成測繪工作，并且基站及移動站不需要構(gòu)成通視，因此RTK 技術(shù)一整天均可進行測繪工作。

2 GPS-RTK 技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用

2.1 控制點的布設(shè)

在開展礦山測量早期需要進行測繪區(qū)域基本資料的收集工作，盡可能的收集測繪區(qū)域內(nèi)已有的三角點設(shè)置5 個，設(shè)置水準(zhǔn)點3 個。在獲得已有三角點和水準(zhǔn)點的基礎(chǔ)上，根據(jù)測繪區(qū)域面積的大小和地形地貌特征設(shè)置新的三角點和水準(zhǔn)點若干，確定其空間位置進行埋石。在開展聯(lián)網(wǎng)測制過程中要對基座進行檢查，確保基座匯總光學(xué)對中器的誤差控制在2mm 之內(nèi)[3]。在GPS 校正及檢查合格的基礎(chǔ)上進行GPS 靜態(tài)定位測量，為了提高高程控制點、高程擬合精度，一般通過處理軟件進行平差處理，確保高程誤差小于6mm，如某礦山獲得高程的閉合誤差為0.014cm，數(shù)據(jù)誤差能夠滿足礦山測繪的要求，可以進行數(shù)據(jù)的整理工作。

2.2 在礦山工程測量中的應(yīng)用

在礦山測量中，做好整體工程的測量工作，能夠提高礦山開采工作的全面性。但是在傳統(tǒng)測量技術(shù)中，礦山工程測量不僅工作量巨大，其測量結(jié)果的精確度也有待提升，使得工程測量效果不佳。而在GPS-RTK 應(yīng)用的背景下，這項測量工作就變得簡單易行了。在測量中，技術(shù)人員只需要在礦區(qū)找到合適的控制點，并安裝GPS 接收設(shè)備，就能夠形成基準(zhǔn)站，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn)對礦區(qū)工程項目的實時測量與收集，然后通過數(shù)據(jù)記錄，對礦山情況進行核實，在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的情況下，對礦山工程做出系統(tǒng)安排。

2.3 在礦區(qū)控制網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

礦山的開采是一項系統(tǒng)工程，而建立礦區(qū)控制網(wǎng)不僅可以將礦山開采各個環(huán)節(jié)進行精準(zhǔn)定位，對其中存在的低效、失效現(xiàn)象做出判斷與調(diào)整，以實現(xiàn)礦山開采工作的整體協(xié)調(diào)運行。但是在傳統(tǒng)測量技術(shù)的支持下，網(wǎng)絡(luò)體系的建立不僅完善，相關(guān)人員不僅在數(shù)據(jù)測量上缺乏準(zhǔn)確性，各環(huán)節(jié)之間也難以實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)傳輸。基于此，GPS-RTK 技術(shù)的引入與應(yīng)用則打破了傳統(tǒng)礦山測量局限，一方面利用衛(wèi)星定位于實時傳輸，控制了礦區(qū)數(shù)據(jù)測量誤差；另一方面也能夠形成網(wǎng)絡(luò)，對礦山開采的穩(wěn)定性進行實時檢測，以準(zhǔn)確排除安全隱患。

2.4 礦山控制網(wǎng)建設(shè)及礦山測量

礦山控制網(wǎng)的建設(shè)工作是實現(xiàn)GPS-RTK 技術(shù)綜合應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是提高測繪精度的基礎(chǔ)。在完成礦山控制網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)上開展礦山地面測量和礦山工程測量，前者不僅需要測制礦山范圍內(nèi)的地形圖，還要對礦山形變量進行監(jiān)測，監(jiān)測礦山范圍地表沉降速率和規(guī)律，為礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用提供依據(jù)；后者是實現(xiàn)礦產(chǎn)資源精確開采的基礎(chǔ)，也是礦山開采巷道掘進的基礎(chǔ)，因此要確保測量精度能夠滿足礦山建設(shè)的基本需求。

3 礦山測量中應(yīng)用GPS-RTK 技術(shù)的注意事項

3.1 測點布置

在礦山測量中，GPS-RTK 技術(shù)雖然具有諸多優(yōu)勢，但也會帶來測量誤差，通過規(guī)范測量行為，可以有效減小誤差。其一，測量過程中，基準(zhǔn)站和流動站之間的距離，控制在10km 以內(nèi)；控制點要均勻分布，實現(xiàn)聯(lián)測，減少多路徑、點位中誤差帶來的不利影響。其二，測量前，要了解礦區(qū)具體情況，為保證衛(wèi)星系統(tǒng)正常發(fā)揮作用，要保證測站之間視野開闊。

3.2 基準(zhǔn)站選擇

①設(shè)置在坐標(biāo)已知點上，或條件良好的未知點上；②要求基準(zhǔn)站地勢較高，能滿足通視條件；③在基準(zhǔn)站周圍200m，不能出現(xiàn)高壓電線、無線電發(fā)射臺，避免影響信號傳輸；④電臺天線架設(shè)在接收機的北側(cè)，避開南北極衛(wèi)星的空洞區(qū)。

3.3 信號輸送

GPS-RTK 技術(shù)的應(yīng)用，基準(zhǔn)站和流動站之間的聯(lián)系依靠脈沖電信號，測量期間應(yīng)該避免電磁干擾，或者延長觀測時間，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.4 觀測時間

GPS-RTK 測量期間，利用接收機接收衛(wèi)星信號，繼續(xù)確定地物的坐標(biāo)。分析測量誤差，主要來源于GPS 衛(wèi)星、衛(wèi)星信號傳播、接收機等。其中，GPS 衛(wèi)星、衛(wèi)星信號傳播帶來的誤差不可消除，接收機帶來的誤差可以人為干預(yù)。

4 結(jié)語

礦山開采是國民經(jīng)濟運行中的重要產(chǎn)業(yè)，一直以來，由于礦山開采工作的復(fù)雜性，測量方面工作量大、過程復(fù)雜。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是GPS 技術(shù)的普及，GPSRTK 技術(shù)逐漸被運用到礦山的測量工作中來，在衛(wèi)星定位與信息動態(tài)傳輸?shù)募夹g(shù)支持下，礦山測量無論是從操作過程還是測量結(jié)果上都得到了極大的改善。