GPS—RTK技术在矿山测量中的应用探究

摘 要：作为一种先进的矿区测量技术，GPS-RTK技术现在在矿区测量工作当中得到了极为广泛的应用。文章针对GPS-RTK技术的的工作原理进行了分析，并且探讨了会使GPS-RTK技术在矿山测量中的应用。

关键词：GPS-RTK技术；矿山测量；应用

铜矿资源作为国民经济可持续发展的战略性资源，为世界各国经济、社会发展提供了重要的物质支撑。铜矿开采工作的重点就是山区露天和井下开采，由于人为建设导致的各种特殊情况经常出现在矿区范围之内，因此经常出现了控制点不通视以及地面测量控制点被严重破坏的情况，而采用传统的测量技术很难保证测量的精度以及效率。在这样的背景下，GPS-RTK技术现在在矿区测量工作当中得到了广泛的应用。

1 GPS-RTK技术应用原理

作为GPS测量发展中的一项突破，GPS-RTK技术的主要构成部分包括三方面的内容，也即是软件系统、数据传输系统、以及GPS接收机。其工作原理为：GPS接收机至少要有2台，1台为流动站，1台为基准站，要保证2台接收机能够进行同时工作，在对测站的载波相位观测量进行处理的时候选择载波相位差分技术，从而实现实时处理。PTK定位技术能够将在指定坐标系中的测站点三维定位结果及时地提供出来。基准站接收机能够通过对基准站系统的运用对具有较强可用性的卫星原始数据进行采集，然后向无线电发射台进行输送。在接到包装的数据后，发射电台可以广播这些数据，GPS接收机在流动站当中可以对本机的原始数据进行采集，同时可以将流动站的坐标计算出来。携带流动站系统的工作人员正是利用这种原理实施测量工作[1]。

2 GPS-RTK的构成部分

软件系统、数据传输系统、GPS接收设备等一起构成了RTK测量系统。

2.1 软件系统：其能够对实时动态测量软件系统的功能以及质量起到支持作用，同时还可以有效地保障准确、可靠的测量结果以及可行的实时动态测量，因此具有十分重要的作用。

2.2 数据传输设备：又被称作数据链，用户设备的接收机以及基准站的无线电发射台共同组成了数据传输设备。其主要是以用户站与基准站之间数据的传输速度、环境质量以及距离等作为依据，科学合理地选择其功率以及频率。

2.3 GPS接收设备：因为双频观测值除了具有较高的精度之外，同时在对整周未知数进行计算的时候还具有快速准确的特点，因此双频GPS接收机在用户站以及基准站上都有所涉及。如果基准站服务于数量较多的客户，那么就要选择与用户接收机的最高采样率相同的接收机采样率[2]。

3 在矿山测量当中GPS-RTK技术的具体应用

大量的图纸的测绘在矿区各项建设工作当中具有十分重要的作用，现在铜矿资源在我国的需求量变得越来越大，所以各地区都加紧了对铜矿的开采，这样直接导致矿区的地表出现了十分巨大的变化，要想将准确的信息提供给决策者，就必须要充分重视图纸的现实性。在这样的情况下，矿山测量工作者需要不断的补充并且检测现有的矿区地形图，同时还要对大量的规划地形图以及专用地形图进行测绘，由于GPS-RTK技术的应用，使得绘图工作者的工作显得更加地便利。

3.1 建立和使用矿区控制网

控制点之间相互通视是常规控制测量的要求，但是其具有不均匀的精度以及较为复杂的作业程序。在进行控制测量工作的时候对GPS-RTK技术予以应用能够将定位结果迅速得出来，并且还可以对定位精度予以明确，从而使作业效率得到了极大地提升。

GPS-RTK技术的运用能够使矿区控制网的要求得到充分地满足，GPS控制网如果在几个点同时运用就能够将一个完整的矿区覆盖起来。而且GPS-RTK技术还具备厘米级的精度，所以在矿区进行控制网的布设过程中运用GPS-RTK技术除了能够满足规范的精度要求之外，同时还具备省时省力以及快捷方便的优势。

3.2 对坐标转换参数进行求取

要想使原始大地的经纬坐标系统能够在GPS-RTK技术当中向着当地坐标系统的形式进行转换，就应该先将坐标转换参数计算出来。在这个过程中需要建立不少于三个的高精度的当地坐标值，然后才能够将坐标转换参数求取出来。利用GPS-RTK技术就能够将坐标转换参数快速的求取出来。

3.3 测量矿区地面形变

对地面点的高程以及水平位置等在不一样的时间段进行测定，然后在对比分析测量之前的数据，最终将地面点位的下沉值以及水平位移等数据得出来，这样就能够将科学的依据提供给变形的分析和预测工作。通常都会采用地变形监测网的形式来完成这项工作，首先将形变观测点以及基准点布设在矿区地面，然后通过对全站仪的运用将监测网的角度以及边长测定出来，采用水准仪针对测点间的高差进行测量，最终将监测网点的高程以及水平位置计算出来。在矿区地面形变测量工作中采用GPS静态相对定位技术，可以利用多项式曲面拟合、坐标转换、数据处理以及实例的计算分析等方式取得良好的测量效果。

3.4 测量矿区工程

作为测量工作中的一项重要任务，矿区的测量工作同时还是一个难点。这是因为很多工作区域都属于丘陵区以及山区的地貌，往往具有较差的通视条件、较高的森林覆盖率以及比较稀疏的国家控制点密度。所以采用常规的测量手段进行矿区工程的测量往往很难使矿区工程测量的效率以及精度要求得到满足。然而GPS-RTK技术不仅可以在上述的测量当中进行应用，同时还可以广泛的应用于其他的工程测量当中，并且可以对在效率和精度方面常规测量的不足进行弥补。在矿区的测量工作当中，GPS-RTK技术可以很好地完成钻孔的放样、测绘矿区地形地貌图、露天采场工作量验收以及纵、横断面图的测量等工作[3]。

4 在测量过程中GPS-RTK技术应用的注意事项

4.1 要想使测量的精度得到保证，就应该保证在10km之内的移动站和基站间的距离，这是由于在测量过程中GPS-RTK技术存在着一定的误差来源，其中包括点位对中误差以及多路径效应等。

4.2 因为内业成图是进行外业测量的最终目标，所以一旦具有较多的测量点，要想保证成图的精确性，还是需要采用草图绘制的方式进行外业测量。

4.3 要想将较高的高程定位精度得出来，就必须要最大限度的采用测区均匀分布的控制点联测的方式进行测量作业，从而能够保证高程转换参数的精确性[4]。

5 结束语

相对于传统的观测方式，GPS-RTK技术具有较高的自动化以及集成化特点，因此能够使动态测量和经常化的矿区测量需要得到充分地满足，所以在矿山工程的测量工作当中GPS-RTK技术的发展前景十分的广阔。由于具有不受距离以及环境限制的特点，再加上具有较高的精度，所以GPS-RTK技术可以很好地适应局部重点工程地区以及具有困难的地形条件地区的测量工作。GPS-RTK技术可以将所在位置的空间三维坐标迅速得出来，从而将矿山测量的模式彻底的改变了。只要针对GPS-RTK技术进行精心施测以及科学设计，必然会在矿山的测量工作中得到更为广泛的应用。

参考文献

[1]王刚，郭广礼，李伶.GPS-RTK在山区煤矿测绘与测设中的应用[J].中国矿山工程. 2012（02）.

[2]于国强，岳建英，邸伟.GPS-RTK技术在矿区测量中的应用[J].山东煤炭科技. 2013（04）.

[3]戴洪宝，孟鲁闽，贺园园.GPS-RTK技术在地籍测量上的应用[J].科技信息. 2013（07）.

作者简介：朱润秋（1978-） 男，湖南新化人，大专，测量助理工程师。