淺談RTK在蘭坪鉛鋅礦露天礦山測量中應用

秦麗

摘要：在我國傳統礦山地質測繪中，測繪工作要逐級控制按站布置全站儀，工作量大、受限條件多。隨著科學技術的發展，對礦山測量提出新的要求，以RTK技術為核心的測量模式逐漸形成，彌補傳統測量工作不足，RTK技術使用載波相位動態實時差分方法對礦山進行精準實時測量、作業效率高、勞動強度低，可以有效提高礦山測量技術水平。本文通過蘭坪鉛鋅礦工程實例，分析總結RTK技術在露天礦山測量的工程系統、技術分類、技術特點，使RTK技術在露天礦測量工作得到科學應用，提高測量效率，為同類礦山測量提供借鑒。

關鍵詞：RTK應用;露天礦測量;精度;定位

引言

隨著測繪工作中對衛星定位系統的應用，測繪工作已經由原來靜態發展到使用載波相位動態實時差分方法的RTK技術。RTK技術在一定程度上解決了傳統技術受地形限制大，勞動強度高，時間消耗多，效率低的問題。RTK技術不僅對礦山開采提供數據支持，還能對礦山環境綜合評價系統和礦山生產平臺建設提供理論分析，讓生產單位依據RTK技術制定安全可靠的開采計劃。

1.RTK測量技術

（Real Time Kinematic）RTK技術是在測量過程中，采用載波相位觀測量作為根據進行實時差分GPS 測量，測量系統主要包括三部分：（1）衛星接收系統;在基準站和流動站至少各放一臺GPS用于接收信號（2）實時數據傳輸;基準站設置大功率放大設備，保證基準站發送數據被流動站實時接收（3）動態測量軟件;動態軟件保證測量數據精度，是RTK測量技術關鍵。RTK技術分為快速靜態測量和動態測量，快速靜態測量通過GPS設備靜態觀測獲得基準站實時數據，對目標站坐標值同步計算，不用持續跟蹤衛星，本工程就是選用的快速靜態測量。RTK技術在露天礦山測量中的工作原理，通過實時動態圖像定位技術，可以顯示觀測點在對應坐標系中精確到厘米的三維定位結果。在露天礦場測量時，RTK技術保證了控制點之間互通，同時只需較少人力安排流動站就能保證整個目標區域測量精度。

2.工程實例

2.1礦區自然概況

蘭坪超大型鉛鋅礦位于云南省蘭坪縣城西18千米處，探明鉛鋅礦儲量1500萬t以上。礦體分布較集中，礦體長600—1500米，分布范圍6.8平方千米，延伸350--800米，礦體平均厚度在25—45米。礦石礦物以閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鐵礦為主;脈石礦物以方解石、石英為主，天青石、重晶石、石膏次之;氧化礦石的礦物以褐鐵礦、菱鋅礦、水鋅礦為主。礦區周圍水資源豐富，富礦比例大，已成為我國重要的鉛鋅礦工業基地。蘭坪鉛鋅礦露天礦山地處海拔較高，山峰較多，地形條件較為復雜的山區，且排土作業、工業礦均在場外排土、堆排;露天礦區作業范圍大（兩個采場、兩個排土場、四個工業礦堆場），低矮灌木較多，徒步行走困難，通視效果差。

2.2測量工程

工程依據《全球定位系統城市測量技術規程》開始測量。基準站設置在上空開闊，以基準站為中心方圓150米內沒有電磁波干擾源，遠離大面積地表水水源，架設在地勢高交通便利的地點。流動觀測作業前，GPS接收設備連接檢測，因為本工程是露天金屬礦，測量范圍相對固定，坐標轉換參數不用每次計算，只需第一次使用前計算出即可，后續可一直使用此參數。

2.3放樣應用

放樣是為了達到露天礦山制定的測量精度要求，通過運用嚴格的礦山測量技術標準，結合采掘線和平臺高程點坐標，達到測量設定的目的，過程中要保證控制點坐標數值準確。測量時將設計好放樣點坐標輸入到設備中，移動設備使接收機能接收數據，測定定位點坐標。露天礦山用這種放樣法，能大大提高工作效率，同時可根據實際礦山測量需要進行程序補充修改。

2.4地質勘查測量

為了更好研究露天礦山的成礦規律，要對地質剖面進行測量，首先使用RTK技術首級控制網基礎上采集地表的地質特征點坐標，然后利用RTK技術的線放功能，輸入剖面兩端點坐標，就可自動定位剖面線位置，繪出地質構造剖面圖。

2.5精度檢測

RTK測量后用全站儀進行回測，回測結果如下圖：依據表一數據分析可知，RTK測量數據精度更高，符合工程施工要求。

3 RTK技術指導鉆機隊打孔

在礦山施工中為保證施工場地的平整性，經常要對鉆機打孔深度進行設計，確保鉆孔孔底標高一致。具體方法：測量鉆孔孔頂高程減去設計孔底標高得出打孔深度。

4 RTK技術監測邊坡穩定

露天礦山開采中，邊坡穩定性是礦山安全生產的重要保障，露天礦開采中利用RTK技術對監測樁進行實時監測，根據監測樁坐標變化對邊坡穩定性進行分析，保障露天礦開采安全。

5 利用RTK測量技術進行施工質量檢驗

利用RTK測量技術進行施工放樣檢測施工方是否開挖或者排渣超界，礦區道路的坡度和位置是否正確以及臺階坡度角是否合適等。

6 RTK技術優勢

通過蘭坪鉛鋅礦測量工程實例分析，總結出RTK技術有如下優勢：

（1）目前我國露天礦山測量中RTK技術在一般工作環境中的精確度已達到毫米級，其一次性設站測量范圍達到方圓4千米，和傳統全站儀測量技術比人力消耗大大減少，同時設站點數少，操作時間快，極大提高礦山測量外業工作量。（2）放樣時間短，測量結果獲取速度快，儀器初始設置容易，設備之間聯通簡單，測量人員只需簡單學習即可操作（3）由于RTK技術主要應用電磁波進行數據傳遞，對光學通視無要求，所以通視條件，地形等對RTK技術限制小，有利于它在地形條件復雜的礦山進行精準測量（4）RTK技術在野外借助無線設備進行測量減少測量時間，既提高效率又降低成本，在高程測量中可用無人化軟件自動測量，得到數據更加準確。

7 RTK技術不足和注意事項

（1）在本工程使用過程中，數據傳輸受到干擾，實測可用半徑小于儀器標準測量值，數據傳輸受障礙物影響（山體、高建筑物，電磁波源等），當RTK作業半徑超一定距離時，測量誤差超過限制范圍。（2）對衛星依賴高，衛星系統位置是不斷變化的，美國衛星使用位置最佳時，目標礦區在這一時間段可能不被衛星很好覆蓋，這時使用RTK技術就會產生假值。在某些地區由于特殊原，衛星信號被干擾屏蔽時間較長，測量工作會受到限制。在測量時發現晴朗天氣中午，受電離層干擾，接收衛星數量常常少于5顆，則RTK技術無法使用。

（3）在礦區復雜地質環境中，高程測量經常出現誤差，有些高程無法測量出結果。

隨著對礦山測量工作技術和精度要求，RTK技術使用已成必然，所以在使用中要采取正確的措施減少RTK技術應用的不足，提高礦山測量精度。在RTK技術使用中應注意使用前儀器設備檢查，做好保養維護。定時舉辦技術交流會議，在礦山測繪中遇到問題要及時提出并解決，要嚴格按照工程規范進行測量作業。測量時要實時檢查，對采集的數據做好預判，發現問題及時更改，保證測量精度。在礦山部分地勢陡峭位置或植被發育地區，信號接收困難，常常造成信號失鎖，如果失鎖要對接收機進行初始操作，初始操作可能導致部分點坐標無法測出，這就要求RTK技術使用時可以用全站儀進行配合。測量工程結束后后要建立完善的復查工作，組織專業人員對RTK技術的測量結果進行檢查，滿足礦山測量精度和技術要求。

8 結語

總而言之，隨著科學技術發展，我國經濟和技術不斷進步，測繪行業的發展也越來越快。RTK技術在礦山測量行業的應用，改變了傳統測量方法費時費力的工作情況，提高了礦山測量的精度和效率。與全站儀測量技術相比RTK技術的測量條件并不嚴格要求，數據獲取速度更快，精度誤差更小，人員投入更少，適應范圍也越來越廣。利用RTK技術，有效保證礦山測量工作中各項數據準確，提高礦山開采安全性和礦山企業效率。相信隨著實用技術的不斷成熟以及儀器、軟件的完善，RTK技術在礦山測量中將得到更廣泛的應用。

參考文獻

[1]相志，劉亞利.關于RTK地形測量作業流程的分析[J].中華民居，2010（12） .

[2]陳藝明.GPS-RTK在資源勘查和礦山控制測量中的應用[J].礦業工程，2012，10（4）.

[3]張雙寧RTK技術在金屬礦山測量中的應用研究[A].中國科學技術協會.科學時代一2014科技創新與企業管理研討會論文集上（科技創新）[C].中國科學技術協會：2014：1.

[4]張廣發GPS一RTK定位技術在礦山測量中應用及優缺點的探討[J].西部探礦工程，2014，03：145一146.

[5]張緯音GPS一RTK在露天礦山測量中的應用[A].第20屆“冀魯川遼晉瓊粵”七省礦業學術交流會論文集[C]Zol3：2.

[6]王溦溦，蘇建紅，裘露露，等.中國商業地質勘查項目資金合作模式研究[J].中國國土資源經濟，2010（11）：49-50.

[7]張東，梁勇，劉紀平，等.RTK技術在控制測量與大比例尺測圖中的應用研究[J].全球定位系統，2010（4）：31-34.

[8] 馬春艷，郭敏，鄭秀明.GPS在1∶1000數字化地形圖測繪中的應用[J].全球定位系統，2009（5）：46-48.

[9] 孟慶森，陶琳，李繼秀，等.GPS快速靜態法在地質工程測量中的應用研究[J].吉林地質，2009（2）：106-109.