RTK技術在礦山測量工程中的應用研究

張代航，趙 浩，冉怡靜

（商洛西北有色七一三總隊有限公司，陜西 商洛 726000）

1 礦山測量工程中應用RTK技術的優勢分析

1.1 應用RTK技術能夠提高礦山測量工程的自動化水平

在礦山測量工程中應用RTK技術能有效提高礦山測量工作的自動化水平。RTK技術以GPS、計算機以及網絡信息技術為基礎，自動完成數據采集、存儲以及處理分析等多項測量任務，不僅使礦山測量工程的外業測量工作更加便捷高效，還有效減少人為因素對測量精度的影響。

1.2 應用RTK技術能夠提高礦山測量工程的適應性

在工作區域范圍內既要滿足生態環境保護的要求，又要達到礦山地質勘查的目的。為礦山統籌規劃，優化設計，合理避讓各類生態保護區及生態保護紅線，減少勘查活動對環境的影響，以綠色勘查為導向。傳統的礦山測量會受到地形地貌環境等多種因素的制約，外業測量的難度較大。而RTK技術具有較好的適應性，對通視條件的要求不高，不要求各控制點之間必須保持通視條件，僅需達到電磁波通視以及對天通視即可，因此能滿足在多種地形條件下的測量要求，為礦山測量工程的開展提供了重要的技術支撐，有效提高礦山測量的精度和效率[1]。

1.3 應用RTK技術能夠提高礦山測量工程的質量效率

在陜西省山陽縣夏家店金（釩）礦區，礦區相對比高為400m，采用傳統的測量方法與RTK測量同樣的勘探線進行對比。采用RTK設備(1+3)臺套工作，一個臺班施測勘探線3條,累計長度3.0km，所用測量人員8個。采用傳統全站儀施測，完成同樣的工作量，耗時4個臺班，所用測量人員16個。由以上結論可知，同樣的工作量采用RTK測量不僅節約時間，而且減少了測量人員，直接減少了工程施工費用。與傳統礦山測量工程技術相比，RTK技術的應用能夠更有效提高礦山測量工程的質量效率。其RTK不僅能夠進行數據采集測量，而且可以自動完成數據的處理分析以及地形圖繪制等任務，減少了人為因素對測量成果準確性的影響，同時也是測量的效率有了明顯的提升。

1.4 應用RTK技術能夠降低礦山測量工程的操作難度

應用RTK技術進行礦山測量時設置一次基準站，可一次性完成5km半徑范圍內的測量工作。礦山區域大部分都在山區，礦區相對比高一般都在300m～500m,采用傳統的測量方法需要頻繁移動測量儀器設備，測量誤差累計就越來越大，測量成果難以滿足礦山測量工程的規范要求。采用RTK技術測量減少了誤差累計的幾率，同一個基準站下的多個流動站測量誤差不在累計，有效的提高測量的精度。RTK操作與全站儀等測量技術設備相比，其RTK操作更為簡便，自動化和信息化程度更高，可以自動完成數據的采集和存儲處理，降低測量人員的勞動強度還提高了測量精度。

2 礦山測量工程中RTK技術應用的主要用途分析

2.1 應用RTK技術進行礦山測量工程控制網的布設

傳統的礦山測量工程在布設控制網時由于需保持控制點之間的通視，而礦山的實際地形條件和植被茂密卻無法滿足常規測量通視要求，因此控制網的布設難度較高。而應用RTK技術進行控制網的布設時能夠在通視條件相對較差的情況下能夠精準確定控制點點位的三維坐標（X、Y、H），不僅有效提高控制點定位精度，還提高了控制網布設的效率，降低了控制網測量的難度，減輕了礦山工程測量人員的工作強度，為礦山測量工程的有序開展奠定了良好的基礎。

2.2 應用RTK技術進行礦山測量放樣

放樣測量是礦山測量工程中的重要工作內容之一，其放樣測量的精度對于礦山開采中的界限確定和開挖平臺高程定位的準確性等都會產生較大的影響，因此對測量的精度有很高的要求。因此應在礦山測量放樣工作中應用RTK技術，可以提高礦山測量工程的質量和效率。在應用RTK技術進行測量放樣時，以高等級GPS控制點為基礎，在礦區的合適制高點上，建立GPS-RTK基準站。對基準站進行參數設置，實測測區外圍4個高等級GPS點的地心坐標，根據已知的高等級GPS點的已知坐標，求得GPS地心坐標～已知坐標的轉換參數，并在第5個高等級GPS點上進行測量驗證。確保坐標值準確無誤，為準確確定地理坐標創造有利條件。在放樣測量過程中應保持控制點數量符合測量要求，并要合理控制測量范圍，科學選擇布點位置[2]。測量人員應在電子簿中輸入放樣點設計坐標，之后在待測區域內移動RTK流動站接收裝置，確保接收設備可以順利接收定位觀測數據，以準確確定待測點位坐標值。通過RTK技術開展礦山測量放樣工作能夠提高測量的效率和精度，為礦山的開采作業管理提供可靠的測量成果數據。

2.3 應用RTK技術進行礦山測量數據的轉換處理

傳統的礦山測量工程在完成對待測點坐標數據的采集后還需要對定位坐標數據進行轉換處理，不僅轉換處理難度較大，而且也加大了測量人員的工作強度。而應用RTK技術可以自動完成礦山測量數據的測量、采集以及數據轉換，提高了坐標轉換的效率，減少了由于人為計算失誤而造成的數據轉換錯誤，更好的保證了數據轉換處理的準確性。在應用RTK技術進行坐標轉換時應注意，其坐標轉換的參考坐標應達到4個以上（規范要求至少3個已知點），且應確保其精度符合數據轉換要求。

2.4 應用RTK技術進行礦山變形測量控制

礦山區域往往會受到開采作業等多種因素的影響而出現局部變形的情況，為實現對變形地區的有效監測，傳統的礦山測量工程主要采用的是選擇不同的時間點對同一監測目標進行高程以及水平測量，并通過對測量數據的對比分析實現對礦區局部地面是否存在變形位移等情況進行判斷。這種測量方式不僅需要投入大量的人力物力資源，而且測量的時效性和連續性都存在較大的局限性,因此應積極采用RTK技術對礦山區域進行變形監測。在測量時應首先在待測區域內合理設置基準站和觀測點，并以此為基礎進行變形監測網的構建，之后就可以通過專業測量設備連續動態觀測各點的實時三維坐標數據，并可以通過專業計算機軟件自動對所采集的測量數據進行分析對比，然后給出相應的分析結果。RTK技術的應用極大的提高了測量數據的時效性，并可以實現對被測目標的連續動態觀測，所采集的數據更加全面完整。同時RTK技術還能夠利用計算機軟件自動對測量數據進行處理分析，提高了分析的效率和客觀性，減少了人為因素對判斷結果準確性和客觀性的影響，為礦山的管理提供了更加可靠的參考依據。

2.5 應用RTK技術對礦山地形復雜區域進行測量

由于礦區往往地形條件較為復雜，傳統的礦山測量工程技術往往難以對礦山進行全面詳細的測量，外業測量工作的難度和強度較大，制約了測量質量和效率的提高。而在礦山測量工程中應用RTK技術后，由于RTK技術應用的靈活性較高，能夠很好的適應多種地形條件的測量要求，因此不僅有效提高了復雜地形條件下礦山測量的精度和時效性，同時也減輕測量人員的外業測量難度，為礦山測量工作的有序開展提供了重要的技術支撐。

2.6 應用RTK技術進行礦山地形圖的繪制

應用RTK技術還可以對礦山進行地質勘查，為確定礦產儲藏位置提供可靠的依據。同時還可利用RTK技術自動完成地形圖的繪制，并將各種勘查信息集成到電子地形圖中，為礦山開采計劃的制定以及生產管理提供參考數據。在礦山測量工程實踐中，在完成了對被測目標相關數據信息的測量采集后，通過RTK系統中的專業軟件可以自動完成對測量數據的存儲、傳輸、數據轉換以及整理分析。然后再利用繪圖軟件自動完成礦區地形圖的編制任務，并可以根據實際需要輸出不同比例尺的地形圖，不僅極大的提高了地形圖繪制的效率，也減少了人為因素對地形圖繪制精度的影響，并為地形圖的查詢應用提供便利。

3 礦山測量工程中RTK技術應用的注意事項分析

3.1 合理劃分待測目標區域

由于礦山地形較為復雜，在一些區域存在信號覆蓋盲點，會對測量的精度和全面性產生不利的影響。因此在應用RTK技術進行礦山測量的工作實踐中，測量人員應根據RTK測量設備的標稱范圍合理對施工區域進行劃分，一般測量范圍不應在2/3標稱半徑范圍外，以防止出現信號衰減等問題。同時，測量人員應合理確定基準站位置，盡量選擇在工作區域內開闊的制高點，遠離大功率信號發射塔、高壓線塔等。并可以采用信號增強設備等保證信號強度以及接收的連續性，從而提高測量的精度和效率。

3.2 合理確定施測時間

由于RTK技術的應用效果會受到電離層等因素的影響，特別是在中午等時段，電離層干擾較為強烈，會直接影響測量的精度。因此在施測時應盡量選擇11時前以及15：30時后的時段開展測量工作，以提高RTK技術的應用效果。最好避開RTK信號質量不佳的時段進行測量，確保測量的精度能夠達到礦山測量工程的要求。

3.3 科學處理異常數據

在一些礦山測量工程中應用RTK技術時會出現高程測量數據異常等問題，這主要是由于礦山地形復雜且往往存在較為明顯的起伏變化，對高程測量數據精度會產生一定的影響。為了解決這一問題，測量人員在測量實踐中應采取聯合測量等方式，以保證各測點的高程數據的準確性。

3.4 積極采用質量性能較好的測量儀器

為提高RTK技術在礦山測量工程中的測量精度和效率，應根據礦山測量工程的實際需要選擇質量性能較好的測量儀器設備，并要加強對測量儀器設備的日常管理維護，確保測量設備狀態良好、性能穩定、運行正常，從而為保證測量精度創造良好的前提條件。

4 總結

在礦山測量工程中積極推廣RTK技術，不斷擴大RTK技術的應用范圍，拓展其應用途徑，以全面提高礦山工程測量的自動化和信息化水平，為礦山的規劃建設以及管理決策提供更加全面、可靠的成果數據，從而推動我國礦山行業的現代化發展。