谈RTK测量技术在矿山中的实际应用

周 鹏

(中国铁建十九局集团矿业有限公司，北京 100161)

谈RTK测量技术在矿山中的实际应用

周 鹏

(中国铁建十九局集团矿业有限公司，北京 100161)

从RTK测量技术的原理出发，论述了RTK测量技术与传统仪器测量相比的优缺点，通过实地验证了RTK测量技术是否可以满足矿山测量精度的要求，并对RTK技术在矿山测量中的实际应用技术进行了阐述，以促进该技术的推广应用。

RTK原理，精度分析，测量技术，矿山

0 引言

伴随着时代的发展，大型的采剥机械已悄然进入矿山施工工地，现在的矿山，机械化程度、高规模、大产量高。正如此测量工作也变得日益繁重，传统的全站仪测量方法效率低下，已经难以应对日常的测量工作。RTK测量技术的出现解决了传统测量效率低下、操作繁琐的问题，它以操作简单、效率高的特点迅速替代了传统的测量方法。

1 RTK技术的原理及其优缺点

1.1 RTK技术的原理

RTK实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，它由基准站GPS接收机、数据链、流动站GPS接收机三部分组成。在基准站上安置1台GPS接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度(即基准站和流动站坐标差ΔX，ΔY，ΔH，加上基准坐标得到的每个点的WGS-84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X，Y和海拔高H)。原理图见图1。

1.2 RTK测量技术的优点

1)RTK测量技术操作简单、工作效率高，单人可完成数据采集放样等测量作业。RTK测量不需立前视，单人在架设好基站校正后即可进行测量工作，在通信信号良好的地方只需几秒即可采集到该点的坐标信息，放样的过程中只需一个人按手簿指导方位即可找到待放样的点位。2)RTK技术测量精度高、误差不累积。RTK技术测量与传统的测量相比误差不会累积和传递，每次测量的结果都是相互独立的。3)RTK测量技术不要求光学通视。RTK测量技术是靠接收卫星和基站电台发射的无线信号来完成测量工作，无线信号可避开不完全封闭障碍物传递信号。4)RTK技术的数据处理方便。RTK的测量结果储存在手簿中可以以多种形式导出，同时外部数据也可以以多种形式导入，这样大大减少了后期数据整理和前期测量放样数据录入的时间。

1.3 RTK测量技术的缺点

1)RTK测量技术容易受卫星无线电信号强弱的影响。RTK测量技术要实现精确的定位必须有5颗适当分布的卫星，但是在露天矿山里有些岩壁或者其他障碍物可能会遮挡住卫星的无线信号。但是一般情况下任何地区和任何时间都是可以接收到7颗～10颗GPS卫星信号，因此只要留出足够的空间还是可以完成测量工作的。

2)RTK测量技术容易受电磁环境的干扰。RTK数据链的工作与周围的电磁环境以及作用距离有很大的关系，因此在测量过程中要尽量避开强磁场干扰。

3)RTK电台的功率较小、传输距离有限。因此在测量中我们要将电台架设在地势开阔无电磁干扰且位置较高离作业距离较近的地方。

2 测量精度分析

通常仪器厂家给出的测量精度：平面精度2 cm+1 ppm，高程精度5 cm+1 ppm，但是RTK测量容易受外界环境的影响，因此精度可能达不到厂家给出的精度。为了验证RTK技术在矿山测量中的实际精度特在矿区进行了实验。在正常天气情况下对矿区9个已知点间断性进行5次测量取平均值即为该点的坐标测量成果。成果见表1。

表1 RTK测量成果较差表 mm

通过实验可以得出在正常天气情况下RTK测量技术测量精度完全可以达到厘米级，因此RTK测量技术测量精度可以满足露天矿山日常测量工作的需要。

3 RTK技术在矿山测量中的实际应用

3.1 利用RTK技术收集矿区地表和矿区地形的数据信息

在露天矿山施工中绘制地形图是矿山测量的一项重要工作。RTK测量技术在这项工作组起到收集数据的作用。在测量工作开始前应先选择地势较高、视野开阔的地方架设好基站，然后新建一个项目选择好适当的参数并进行校正，做好测量的准备工作。接下来由测量负责人进行分工，使每个移动站操作人员明确自己的测量区域或测量内容。在测量的过程中测量人员应当对所测点号按照事先约定进行合理编号，并将自己所测地形绘制草图方便后期制图。当外业测量结束后将测量的数据导出，再利用绘图软件将所测数据结合测量人员绘制的草图制作矿山的电子地形图。

3.2 利用RTK测量技术进行施工放样

矿山施工中经常要按照矿区设计图纸对开挖境界线、排土场境界线、矿区道路等进行放样。在放样的过程中可根据具体情况选择直线放样、曲线放样或者道路放样，如果需要放出具体的点则可采用点放样。在放样前应做好准备将放样所需的数据信息输入或导入坐标管理库并核对数据的准确性，从而提高放样的效率，确保放样的准确无误。直线放样需要输入直线的起点和终点以及起点里程，输入完成后选择需要直线放样，然后按照手簿指示进行放样。曲线放样就是利用手簿工程之星软件里面的道路设计输入曲线要素然后进行放样。道路放样是将道路的线路信息通过手簿工程之星软件里面的道路设计输入进去，然后进行放样，既可进行直线放样也可进行曲线放样。

3.3 利用RTK测量技术指导钻机队打孔

在矿山施工中为保证施工场地的平整性，经常要对钻机打孔深度进行设计，确保钻孔孔底标高一致。具体方法：测量钻孔孔顶高程减去设计孔底标高得出打孔深度。

3.4 利用RTK测量技术监测边坡稳定

边坡的稳定性是矿山安全施工的一个重要环节，定期对监测桩进行测量分析监测桩之间相对位置变化及各个桩坐标的变化，为边坡的稳定性提供数据参考。

3.5 利用RTK测量技术进行施工质量检验

利用RTK测量技术进行施工放样检测施工方是否开挖或者排渣超界，矿区道路的坡度和位置是否正确以及台阶坡度角是否合适等。

4 RTK技术在测量中的注意事项

1)RTK测量前必须选择合适的参数并进行校正。在进行RTK技术测量前必须选择正确的坐标系然后选择合适的参数(四参数或者七参数)再进行校正然后才能进行测量。注意四参数和七参数只能使用其中一个，不能同时使用。通常情况下测区最大距离小于10 km时选择使用四参数测量精度更高。

2)RTK测量前应将基准站架设在合理的位置。基准站尽量架设在测区中间位置较高，地势开阔且周围没有强磁场干扰的地方。

3)RTK技术测量前要对移动站测量结果进行校核。在每次测量工作准备就绪后要对移动站测量结果进行校对，确保工程设置、校正参数以及校正过程的准确无误。

4)RTK技术操作过程中要规范作业人员的操作步骤，避免人为因素造成施工误差。在参数的输入和工程的设置以及校正的过程中要严格按照步骤进行，校正以及测量过程要保持移动站对中杆的水平垂直。

5 结语

改革开放以来，我国的各项科学技术都取得了前所未有的发展，测绘技术也得到了飞速的发展。RTK测量技术也以一种新的测量技术运用到露天矿山工程测量之中，它的到来大大提高了矿山工程测量成果的精确度以及工作效率。RTK技术与传统的测量仪器相较而言，有操作简单、使用方便、测量效率高等诸多优点。虽然RTK测量技术容易受外界环境的影响，但是在正常天气和环境情况下，实验证明测量结果还是可以达到矿山测量的精度要求。随着RTK测量技术的不断发展和完善，RTK测量技术必将得到更大范围的应用和推广，矿山测量也会变得更加的快捷高效和精确。

[1] 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)：19-20.

[2] 刘 伟.RTK技术在现代矿山测量上的应用浅析[J].城市建设理论研究,2013(6)：35-36.

[3] 南方测绘仪器有限公司.GPS定位原理及应用[Z].2005.

[4] 南方测绘仪器有限公司.工程之星3.0用户手册[Z].2012.

Discussion on the application of RTK measurement technology in mine

Zhou Peng

(ChinaRailway19thBureauGroupMiningCo.,Ltd,Beijing100161,China)

Starting from the aspect of RTK measurement technology principles, the paper discusses merits and defects of RTK measurement technology comparing to that of traditional instrument measurement. Through field testing, it testifies whether RTK measurement technology can meet mining measurement accuracy demand, and finally describes actual application of RTK technology in mining measurement, with a view to promote its application and promotion.

RTK principle, accuracy analysis, measurement technology, mine

2015-08-27

周 鹏(1987- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)31-0186-03

TU198

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