基于RTK技术在矿山地形测量方法中的研究

刘 奇

（广东省冶金建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510080）

我国能源结构复杂，其中对于矿山的开采对我国整体资源的掌握都是十分重要的。RTK技术的推广，极大的改善了矿山开采在地形测量方面的艰难处境。由于GPS特有的全球卫星定位技术和RKT技术的实时动态测量特性，使矿山地形的工程测量效率和质量得到了极大的提高。所以，为了更好的运用这项技术，RTK技术在矿山地形测量方法的研究也成为了目前的主流研究问题。

1 RTK技术的介绍

RTK技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的，它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度，一种常用的GPS测量方法。以前的静态、快速静态都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度。整个RTK测量系统在进行测量工作时需要卫星定位的信息接收，对接受的卫星信息进行数据传输，同时通过具体的计算机系统软件对信息数据进行整理。具体的测量过程是：通过GPS卫星信号接受器对卫星进行连续观察与检测，然后将观测到的信息通过相应的无线电传输设备进行实时的传输，传输到流动站后，将接受到的数据和传输来的信息进行分析处理，最终推算出所测量的地形位置。在测量技术的特点上，RTK技术能够通过专门的信息处理传输系统将所观测到采集到的数据信息直接传输给整个系统的控制台，然后控制台通过相应的控制算法将所传输的信息数据进行分析整理计算，最后推算出测量位置的具体坐标纬度信息，测量结果更可精确到厘米级。同时相比于传统的测量方法技术而言,RTK技术所具有的特性是它的实时动态特性，它可以随着测量位置的变化而变化，实时的测出测量点的位置。这种实时跟随测量点动态变化的特性能够极大的提高整体测量工程的质量和效率，后续工程的顺利进行提供了便利。

2 RTK技术在矿山地形测量中的作业流程

（1）测量工程前的准备。在利用RTK技术进行测量任务时，要先做好测量前的工程准备。第一步就是对测量工程中涉及到的数据参数进行转换求值。首先要选取一个基准点A作为以后的基点的参照点。在基准点A处建立GPS基准站，然后根据它的要求设置好与它对应的坐标系，投影参数，差分电文数据格式，发射间隔和最大卫星使用数等数据信息。设置完毕这些数据后，在关闭转换参数和七参数后，求测出基准点A的84坐标信息。然后以A为参照，用同样的方法选取一个基准点B并以同样方法求出它的84坐标信息，最后根据这两点，求算出转换参数的数值。在完成参数的转换和求值后，接下来我们要正式建立新的测量任务，设置好坐标系，投影参数，图定义等相关信息，最后在建立好的工程测量任务栏中导入测量范围线。

（2）测量区域内的参数转换。在进行测量工作时，需要建立一个合理的WGS-84坐标系。而矿山地形区域在地理结构上本就拥有一个属于自己的坐标系。所以在进行测量时，面对两个不同来体现矿山地形位置的坐标系，我们不能因此而互相混淆，需要能够合理的将两种坐标体系做到互相转换。而在坐标系转换过程中就必须涉及到不同参数的相互转换与求值问题。而且不仅仅如此，由于矿山地形各个位置信息的不同和变化，意味着整个测量过程将更有难度，不只精度要求更高，同时对测量信息数据的处理和转换也更难。

所以为了解决这些问题，提高整体的测量质量和效率，我们采用GPS矿山地形三维变形测量网数据处理模型。该数据模型可以良好的对测量区域内两种坐标系的参数进行转换，有效的解读参数转换问题。

（3）RTK施测。结束完对测量区域的参数转换后。在测量过程中，对GPS天线位置的设定是必要的。但是在设定过程中依然要考虑到GPS的天线定向误差问题。由于GPS的基线向量与GPS的天线定位密切相关，所以如何保证天线定向误差的合理性是我们所必须考虑的问题。对此，在对GPS的天线定位时，我们为了保证天线定向的准确性，应该在之前所建立的不同基测平台上分别标志出北方向线，然后根据这些确定好的方向线来对GPS天线进行定向，以保证GPS的基线向量准确稳定。虽然两个坐标系在一定程度上相互影响，相互制约。但是如果有效的将GPS和WGS-84坐标系相结合，不仅可以相互参照，使测量结果更准确，更可以互相修正坐标位置，减少误差。同时在用GPS技术进行卫星定位测量相关信息数据时，我们可以在计算过程中将这些数据和TGS核心基站的采集数据相联系，一起进行相关方面的计算。这样的数据联合会使最终的计算结果更加稳定与准确。最后我们在利用GPS技术进行卫星定位和位置查询时，一定要重复多次进行，提高准确性，减少偶然误差。

3 RTK技术在矿山地形测量方法中的优势

RTK技术作为一项高新技术，在对矿山地形工程测量过程中有着传统测量方法所不具备的优势与特点。

首先，对于出传统的矿山工程测量方式来讲，他的测量手段大多以三角网，导线网等技术手法进行测量。但是由于传统的这种方法不具备实时动态测量特性，导致它的测量过程十分复杂，测量设备以及相关参数的设置都要需要随着矿山位置的变化而变化。在整体的测量过程中需要不仅要耗费大量的人物物力和大量的时间，还会导致大量误差的产生。其次，传统的测量手法所运用到的静态测量手段不能实现实时明确对测量定位的精度，设置的相关参数会有错误的情况发生。一旦测量完成上交给上级进行监测后，发现设置的不合理，又需要重新返回测量阶段重新测量。再者，RTK技术降低了作业条件要求，其技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足信号能覆盖到，因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。

4 结语

随着社会的整体发展，对各类工程的工作效率和质量也越来越高。尤其是矿山测量工程作为矿山测绘和开采工作的前提，对其工程的需求越来越高。对此，在科学技术的发展下，我们积极引入RTK技术，它可以成功的与GPS定位技术的其它方法相结合。相比于传统的测量方法来说，他的动态特性更好，测量精度和测量效率也更高，成功的作为了一项高效的测量技术广泛的用于矿山地形测量中。