RTK技术在矿山测量中的应用

纪勇

摘要：RTK是一种新兴的测绘技术，因其能高效精确地获取目标地物的坐标信息，已广泛应用于测绘等领域。由于社会经济的快速发展，对矿山的开采提出了新的要求，如何快速大量获取矿区地表地形信息，已经成为测绘工作者需要研究的一个课题。随着矿区开采的进行，测量工作者需要对矿区地形图进行不定期的补测并测绘大量的地形、地籍图，其工作量很大，传统测绘方法已经很难满足矿区的发展需求。本文结合矿山测量的特点，阐述和分析了RTK技术在矿区中应用的优势，并就其作业中遇到的问题进行了分析。

关键词：RTK技术 矿山测量

1 概述

矿山测量中需要获取矿区地表的大量地形图等信息，矿区地形图和地籍图对于矿区开采管理、矿区复垦、生态治理和整体规划等有重要作用。随着全球定位系统的不断发展，GPS测量已经从原来的静态和快速静态发展为更灵活的动态差分DGPS以及载波相位差分RTK。国家等级三角控制网和水准网的建立以及常规的平面控制测量都需要用到GPS，对于需要快速获取信息的工程，利用GPS静态作业配合快速静态作业进行数据采集，能够大大提高作业效率。矿山测量中的沉降观测、地形测量、勘探钻孔放样等，都需要实时获取高精度的测量结果，传统测量方法获取数据的速度较慢，成本较高并且精度也较低，而利用RTK技术能够很好地解决这些问题。

2 RTK的技术简介

2.1 工作原理与系统组成 RTK技术，即动态载波相位差分GPS。该系统中至少应包含两台GPS接收机，其中一台安置在基准站上，另一台或若干台分别安置在不同的流动用户站上。基准站应设在坐标已知的点上，且观测条件较好的位置上。作业期间，基准站的接收机应连续跟踪全部可见GPS卫星，并将观测数据通过数据传输系统，实时地发送给用户站。由基准站得到GPS差分改正值，通过GPRS网络或无线电方式实时传递给流动站，流动站既要接收来自基准站的数据，又要采集GPS观测数据，利用获取的差分观测值对数据进行实时处理，经差分改正后解算出流动站的实时位置，整个作业过程仅仅需要几秒钟。

2.2 RTK的技术优点

2.2.1 效率高。在通常的地形测量中，RTK只要在信号覆盖之内其作业人员仅需1人，按照测区现场的地形地貌可边走边测，不需搬站。其作业流程充分说明了RTK具有很高的作业效率，可以大大降低测绘工作者的外业强度，减少了作业时间，节约了成本，提高了效率。

2.2.2 精度高，数据可靠，误差传播少。按照RTK的作业要求进行的数据采集，通常认为其作业半径为4km，此时RTK的高程精度和平面精度能够达到厘米级。目前RTK技术的测量精度为：平面10mm+2×10-6m，高程20mm+2×10-6m。

2.2.3 作业限制条件较少。RTK技术依靠无线电磁波进行通信，因此不需要光学通视，相对于传统测量来说，其受通视条件、地形、天气等因素的限制较小。RTK能够在地形地貌复杂的山区作业，而且只需几秒钟就能得到目标的位置三维坐标，因此相对传统测量有很大的优势。

2.2.4 RTK作业功能强大，自动化程度高。借助无线通讯等手段可实现RTK的内外业测绘，大大减少了野外工作的时间。安装有软件控制系统的流动站，能够在无人为干预的条件下完成各种测量任务，其自动化程度高，大大减少了辅助测量工作，避免了人为误差，使获取的数据具有更高的可靠性。

2.2.5 作业方便，容易操作，具有很强的数据处理能力。在进行RTK作业时只需开始时对基站和手簿进行简单操作和设置，就可以进行测量和放样了。其自身所带的软件系统支持数据的采集存储、数据输入和编辑，还能够对数据进行导出和转换，能与计算机设备很好的兼容，方便数据传输和通信，具有入手简单等优势。

3 RTK技术在矿山测量中的应用

RTK技术在矿区地形地籍图测绘中有重要作用。相比传统的常规测量，如全站仪测量和水准测量来说，RTK技术能够实现目标的实时动态测量，能够很好地满足野外地形测量的需要，对作业条件要求少，使用方便，而且其精度和效率都非常高。在矿区缺乏测量资料的地区，RTK可以方便地获取当地的三维坐标，而不需要借助全站仪等传统设备进行矿区联测。RTK在矿山测量中必须严格按照操作规程进行，以下着重结合RTK的具体操作分析了在矿区测量作业时应注意的问题。

3.1 基准站的安置。基准站既可以架在已知点上，也可设在未知点上。但是要求基准站加设位置能够充分发挥电台的作用，通常应选择地势较高，空旷无遮挡的区域，而且最好选择测区的中心，这样电台的覆盖范围较广。在基准站200m的范围内应避免干扰源和GPS信号反射源，以防止数据链的丢失和多路径效应。

3.2 流动站配置。按规程将流动站各配件组装连接好。设置工程项目等手簿管理信息，输入当地的坐标转换参数，按作业要求设置采样率和高度截止角等。在矿区放样时，应提前将需要放样的放样点坐标信息输入进手簿，并检查是否正确，这样可以为外业作业节省时间并避免作业失误。

4 结语

GPS-RTK是新型的测量技术，具有精度好、成本低、效率高等特点，其在矿山测量中的应用日渐突出。只有进一步地完善和推广GPS-RTK技术，不断改进作业方式，才能适应新的作业环境，更好地服务于矿山测量等领域。

参考文献：

[1]胡伍生.GPS测量原理及其应用[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]邵金强，罗斐.GPS-RTK技术在矿山测量中的应用[J].贵州地质，2007（4）.

[3]叶积龙，张维宽.关于GPS-RTK技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程，2012（10）.endprint