关于GPS RTK技术在大型露天矿山测量中的实践分析

李爱民

摘要：众所周知，GPS卫星定位系统在很多领域都已经熟练地应用，近年来，出现了一种新的技术——GPS RTK技术，伴随着GPS接收机定位精度的提高，现在GPS RTK技术广泛用于各种测量领域。本文就从GPS RTK技术的工作原理以及工作流程入手，分析GPS RTK技术在大型露天矿山测量中拥有的优势以及在实践过程出现的问题并提出自己的见解。

关键词：GPS RTK技术；露天矿山；测量；实践

一般矿山测量指的就是矿山控制、矿山工程、矿山地形等的测量，还有矿山地形图绘制等。主要目的就是在矿山的建设开采中，为矿山的规划、勘探、生产、运营、管理以及矿山报废等进行的测绘。传统的测量技术不成熟，耗时耗力，而且精度不够。GPS-RTK技术被熟知的就是高精度、高效率、全天候、操作简便、多功能、应用广泛等，尤其是在高海拔地区，大大减少了测量的工作量，提高了露天矿山测量的工作效率。

一、GPS RTK技术的特点及工作原理

1、GPS RTK技术的特点

GPS实时动态测量简称为RTK（Real-Time-Kinematic），又称为载波相位差分技术，是一种可以实时处理两个测站点载波相位观测量的方法。它可以实时地提供测站点指定坐标系中的三维定位结果，并且能够达到厘米级的精度。在使用RTK技术的作业模式时，基准站通过数据链将观测值以及测站坐标信息传送给流动站。流动站不但要通过数据链接收数据，同时要采集GPS观测到的数据，并且要在系统内形成差分观测值再进行实时处理，流动站可以是静止的状态，也可以是运动的状态。

2、GPS RTK技术的工作原理

基准站、数据链和流动站组成了实时动态（RTK）定位系统，要保证实时动态的检测就要建立无线数据通讯，它的原理就是以精确度比较高的控制点作为基准点，安装一台接收机做参考站，开始对卫星连续观测，流动站安装的接收机接收卫星信号时通过无线电传输设备接收到基准站上观测的数据。然后流动站上的计算机会根据相对定位的原理实时得出流动站的三维坐标和测量的精度，这样在矿山测量的过程中就可以实时检测情况，而且十分精确，节省了测量的时间，从而提高了工作效率。

二、GPS RTK 技术在大型露天矿山测量中的实际操作

现代的矿山生产中普遍都在使用现代化设备和技术进行生产，这样也使矿山的规模不断扩大，产量也随之提高，但是在这种情况下，就要求对于露天矿山的测量要足够迅速准确的提供资料监控指导矿山的生产。由于露天矿山的作业始终都处于动态中，这些环节都需要测量和指导，此外，露天矿山作业在露天的场所下进行，就会受到气候环境的影响，如果是雨雪天或者是干旱汛期，这些都影响仪器的使用。露天的矿山生产很难实现封闭式的生产，因为其采场以及排土场始终都与外界相连，所以，露天矿山具有开放性的特点，这样就要求对矿山实时检测，以此来避免发生灾害。

1、测绘矿山大比例尺地形图

为了满足矿山的生产建设，就需要测绘矿山大比例尺地形图，使用传统的方式测图，要先建立控制网，接着进行碎部测量，最后才可以绘制出大比例尺地形图。这种方式工作量极大，会花费很长的时间，并且每组需要3-4个人，造成人力的浪费。而采用GPS RTK技术进行测量，设置好基准站就可以自动工作，只需一个人操作，而且能够得到精确的坐标等信息，然后在室内就可以使用软件绘成地形图。而且这种方式采集速度较快，降低了测图的难度，真正做到省时省力。

2、露天矿山的采剥量的验收

大型的露天煤矿，每月的剥离量很大，一般根据工程的性质，每个月都要对煤矿的采剥量进行验收。传统的验收方法，要先在采场的周围设置控制点，而且还要要保持点间通视，必要时要引测到采场的内部进行碎部测量。由于工作量较大，需要提前一周完成验收工作，而且为了保证精准度，每次在工作前都要对控制点进行检查。但是采用GPS RTK技术进行测量就不需要这么繁琐，只要设置好主机，就可以同时采集多个流动站进行，只需要架设好主机，即可同时采用多台流动站进行采场现状碎部点的采集工作。由于每个采集点都是独立测量的，所以也不存在积累误差的情况。使用GPS RTK技术进行测量很短的时间内就可以完成采场采剥量的验收，不仅提高了精确度还提高了工作效率。

3、钻孔的测量及放样

采用GPS RTK测量技术在一个控制点上架设好基准站，启用其他的控制点就可以同时采用多台流动站对钻孔坐标进行测量。测量的工作人员只需要把各钻孔的坐标输入GPS手簿中，采用GPS RTK点放样功能就可以将钻孔点位标定到实地的位置。

三、GPS RTK技术在应用时的注意事项

1、测点选在开阔处

GPS RTK在矿山测量中具有很多优势，但是这项技术是建立在卫星定位的基础上的，测点的选址就要求视野开阔，在矿洞内、树木下、陡坎高房旁等对卫星有遮挡的位置都会造成仪器不能工作或者是测量质量下降，所以在矿山生产工作前要熟悉了解测区的情况对测点进行选址。

2、避开外界电磁波的干扰

GPS RTK 测量技术在基站和流动站间的联系是依靠脉冲信号的，所以在GPS RTK 技术进行作业时要尽量避开外界电磁波的干扰，在存在干扰的环境中应该延长观测的时间确保测量的精确度。

3、减轻测绘工具的重量

GPS RTK 测量技术所使用的设备要比普通方法要重的多，这样就增加了测绘人员的操作难度，设备不易于移动，所以在设计产品时，要尽可能的减轻设备的重量，来减轻工作人员的负担。

4、设备的充电问题

流动站的电力设备中，电池的电量有时会出现满足不了长时间作业的需求，这样就会造成作业的中断，影响作业的进度，所以在山区或者是人烟稀少的地方要考虑到设备充电的问题。

5、严格规范地操作

在使用GPS RTK 测量技术时要注意减少人为因素对测量结果精准度的影响，得到的控制点的数据输入手簿时要进行仔细地检查，避免输入错误导致的返工，避免费时费力。

结语：

GPS RTK 测量技术是一种新的测绘技术，现在已经成功地在各行各业运用，当然也包括大型露天矿山测量在内，在测量过程中，它独特的优势在测量过程中得以体现。虽然还存在着一些不足，但是这种技术可以降低测量工作人员的工作难度，进而可以提高工作效率。

参考文献：

[1]张应学.GPS在矿山测量中的工作原理及应用分析[J].中国新技术新产品，2010（05）.

[2]贾志忠.GPS在矿山测量中的工作原理及应用分析[J].科技资讯，2011（03）.

[3]马健. RTK技术在矿山测量中的应用[J].露天采矿技术，2010（03）.

[4]张忠.基于GPS RTK的矿山地形工程测量方法研究[J].科技创新导报，2010（07）.endprint