GPS—RTK技術在礦山測量中的應用探究

喬佃榮

摘 要：在對位于平原地區(qū)的礦區(qū)進行測量的過程中，由于地形比較簡單，因而相對比較容易。然而隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對各種資源的需求量越來越大，這使很多山區(qū)的礦產(chǎn)資源得到更多的開發(fā)。由于山區(qū)的復雜地形，加大了礦山測量工作的難度。在這樣的情況下，一種新型的礦山測量技術——GPS-RTK技術應運而生。本文將簡單介紹這項技術的工作原理和結(jié)構(gòu)，并介紹該技術的一些具體的應用措施。

關鍵詞：GPS-RTK技術；礦山測量；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.101

1 GPS-RTK技術的工作原理

GPS-RTK技術是GPS技術發(fā)展的一個重要里程碑，其主要由三個部分構(gòu)成，分別是GPS接收裝置、數(shù)據(jù)傳輸設備以及軟件系統(tǒng)。在工作時，使用至少兩臺GPS接收裝置同時開始工作。其中一臺作為基準站，一臺作為流動站。利用載波相位差分ishuin行對數(shù)據(jù)的實時處理。它可以提高測量站點在制定坐標系中的三維坐標，其精確度甚至可以達到cm?；鶞收究梢圆杉捎眯l(wèi)星中的原始數(shù)據(jù)，并發(fā)送到流動站。同時，流動站會采集自身的原始數(shù)據(jù)，并與從基準站接收到的數(shù)據(jù)結(jié)合，進行統(tǒng)一的處理，計算出兩組數(shù)據(jù)之間的基準向量。根據(jù)這一工作原理，工作人員可以攜帶流動站進行更加精確的測量工作。GPS-RTK技術的關鍵就在于數(shù)據(jù)的處理與傳輸技術，在進行定位時，基準站接受裝置必須實時傳輸觀測數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)到流動站。由于需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較大，因此通常情況下，波特率必須達到9600以上。

2 GPS-RTK的結(jié)構(gòu)簡介

2.1 GPS接收設備

在使用GPS-RTK技術進行礦山測量時，一般要求采用雙頻GPS接收裝置。這時由于雙頻GPS接收機不僅精度高，而且可以又快又準地計算出整周未知數(shù)。在基準站同時為多個用戶提供數(shù)據(jù)服務的情況下，GPS接收裝置的采樣率必須與用戶使用的接受裝置的最高采樣率保持一致。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸設備

數(shù)據(jù)傳輸設備有被稱為數(shù)據(jù)鏈，它是由基準站的無線電發(fā)射臺與流動站的接收設備兩部分構(gòu)成的。需要注意的是，在選擇二者的頻率時，必須參考基準站與流動站之間的距離、周邊環(huán)境以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣冗M行靈活的設置，當基準站與流動站之間的距離發(fā)生變化時，選擇的頻率與功率都應該進行相應的改變，從而保證數(shù)據(jù)的正常傳輸。

2.3 軟件系統(tǒng)

對于實時的動態(tài)測量來說，想要保障其可行性以及測量結(jié)果的精確可靠，就必須有一套質(zhì)量上乘、功能齊全的軟件系統(tǒng)。在運用GPS-RTK技術進行測量的過程中，軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有決定性的意義。

3 GPS-RTK技術在礦山測量中的具體應用措施

3.1 放樣工作

通常情況下，在采用GPS-RTK技術進行放樣工作的過程中，首先必須根據(jù)測量區(qū)域內(nèi)原有的控制點，靈活地制定相應的觀測方案，嚴格按照操作規(guī)范對控制點進行放樣工作。指導徹底滿足礦區(qū)控制網(wǎng)絡的精度要求，放樣工作才可以告一段落。在進行放樣工作的過程中，必須保障控制點坐標與大地坐標的精確并保障控制點的數(shù)量。另外，控制點的分布范圍必須合理，不同的控制點之間必須有明確的相互聯(lián)系。在利用GPS-RTK技術進行放樣的過程中，主要采用的形式有兩種，即點放樣形式與線放樣形式。從實際的應用效果來看，GPS-RTK技術不僅可以有效提升測量工作的效率與質(zhì)量，而且完善了測量工作的步驟。

3.2 礦區(qū)的工程測量

在利用傳統(tǒng)的方法進行測量工作時，往往需要建立很多的控制點，然而在實際的測量工作中，對于這些控制點的測量數(shù)據(jù)進行拼接時，經(jīng)常會由于人工操作出現(xiàn)失誤而不得不返工，極大地降低了測量工作的效率與質(zhì)量。GPS-RTK技術的應用，可以更好地規(guī)避這一類問題。這是由于GPS-RTK技術具有更廣的測量范圍，一個控制點就可以測量半徑10km的地區(qū)，不僅可以避免過多的拼接導致的錯誤，而且縮小了測量偏差，提高測量的精度。

4 在礦山測量中應用GPS-RTK技術的注意事項

4.1 測量點的選取

雖然GPS-RTK技術具有測量速度更快、精度更高等很大優(yōu)勢，然而其運用到礦山測量工作中的時候，還是不可避免的存在一定的誤差。其中的一些誤差由于自然條件或技術的限制而無法避免，而一些誤差完全可以通過選取更好的測量點的方式避免。為保證測量的精度，在進行測量作業(yè)時移動站和基站之間的距離不宜超過10km，且應該盡量做到均勻分布。除此之外，在進行礦山測量之前還要對該區(qū)域的地形地貌、自然條件等進行充分的了解，并根據(jù)測量地區(qū)的具體情況布置測量點。與傳統(tǒng)的礦山測量方法相比，GPS-RTK技術無論是在圖根控制、實測采場現(xiàn)狀圖，還是在道路施測中都有很大的優(yōu)勢，但必須保障其與衛(wèi)星定位系統(tǒng)的順利連接。因此，在利用GPS-RTK技術進行礦山測量的過程中，必須保持測站附近具有開闊的空間視野，在礦洞中、橋涵下，測量結(jié)果就會收到影響而不夠精確。。

4.2 保障信號的正常傳輸

在利用GPS-TRK技術進行礦山的測量工作時，基準站與流動站之間需要依靠脈沖信號進行聯(lián)系，因此，在利用GPS-RTK技術進行測量工作的過程中，必須采取措施，有效地規(guī)避外界環(huán)境中的電磁波干擾。如果實在無法避免干擾，就應該在手干擾的區(qū)域演唱測量時間或增加測量次數(shù)，以獲得更加精確的數(shù)據(jù)，保證利用GPS-RTK技術得出的測量結(jié)果更加可靠。

4.3 保障電力供應

在利用GPS-TRK技術施測的過程中，由于流動站的電力配備無法真正保障長時間觀測活動的進行，而礦山上的電力資源肯定有限，在電力得不到保障的情況下，測量工作可能不得不中斷。在山區(qū)或者人煙稀少的地區(qū)，作業(yè)人員更需要注意保障對測量設備進行持續(xù)的電力供應。正因為如此，利用GPS-RTK技術進行戶外工作時，必須備有足夠數(shù)量的大容量電池、電瓶等電源，以滿足長時間測量工作的需要。

5 總結(jié)

在礦山中，對于地形地貌的動態(tài)測量要進場進行，在這樣的情況下，GPS-RTK技術的上述優(yōu)勢無疑更加明顯。正是因為如此，這項技術在礦山的測量工作中將發(fā)揮越來越大的作用。對于礦山中負責測量的工作人員來說，必須盡快掌握這項技術的運用方法，從而更快更準地進行礦山測量工作，保障礦產(chǎn)資源開采能夠正常進行。

參考文獻：

[1]徐曉萍.GPS-RTK技術在礦山測量中的應用[J].科技與企業(yè)，2013（01）：154+156.

[2]朱浩浩.GPS-RTK技術在礦山測量中的應用[J].科技資訊，2014（08）：46.