刍议RTK技术在煤矿测量中的应用

乔德广

【摘要】RTK技术是 GPS测量技术发展中的一个新突破，在测量领域中已得到广泛的应用，尤其在煤矿测量中非常适用。针对RTK技术在煤矿测量中的应用进行了阐述，分析了RTK技术原理及在煤矿测量中的应用。

【关键词】RTK技术；煤矿测量；原理；应用

1、RTK概述

RTK（Real-Time-Kinematic）技术是GPS实时载波相位差分的简称。这是一种将GPS与数传技术相结合，实时解算并进行数据处理，在1～2s内得到高精度位置信息的技术。

2、RTK技术原理

RTK是GPS测量技术发展中的一个新突破。众所周知，GPS测量技术的模式已有多种，如静态、快速静态、准动态和动态相对定位等。但是，利用这些测量模式，如果不与数据传输系统相结合，其定位结果均需通过观测数据的测后处理而获得。所以，它无法实时地给出观测站的定位结果，也无法对基准站和用户站观测数据的质量，进行实时的检核，致使返工重测。

以往解决这一问题的措施，主要是延长观测时间，以获得大量的多余观测，来保障测量结果的可靠性。但是，这样，便显著地降低了GPS测量工作的效率。

实时动态测量的基本思路是，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户观测站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设備，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。

实时动态测量模式主要有3种：

（1）快速静态测量。采用这种测量模式，要求GPS在每一用户站上静止地进行观测。它可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪，其定位精度达1～2cm。这种方法可应用于城市、煤矿等区域性的控制测量，工程测量和地籍测量。

（2）准动态测量。这种测量模式，要求流动的接收机在观测工作开始之前，首先在某一起始点上静止地进行观测，也就是进行初始化。初始化后，在其他观测站上只需测量1～2s，即可获得该点的三维坐标，目前，其定位精度可达厘米级。它要求在观测过程中，要保持对观测卫星的连续跟踪。这种方法主要应用于地籍测量、碎部测量、线路测量和工程放样等。

（3）动态测量。动态测量模式和准动态测量一样，一般需要在起始点上进行初始化，之后，运动的接收机按预定的时间间隔进行自动观测，并连同基准站的同步观测数据，实时地确定采样点的空间位置。其定位精度也可达到厘米级。这种测量模式，也要求对所测卫星进行连续跟踪。适用于航空摄影测量、航道测量以及运动目标的精密导航。

3、RTK技术在煤矿工程测量中的实施与应用

煤矿测量的难度在于其覆盖面积广，且地势复杂，存在的干扰因素多，基于上文中我们对RTK技术的作用原理和应用特点的分析，在煤矿测量中选用RTK技术更为合适。不仅因为其测量结果的精度能够满足要求，还因为其在测量过程中对于环境的克服和适应能力更强。下面笔者从几个方面谈谈RTK技术的具体实施和应用。

1.矿区控制网布设

一般来讲，为了满足工程的测量需要，工作人员采用在高等级的基础上全面布GPS网会取得相对比较好的效果。同时，要注意的是将这些测量点在布设范围内尽可能的均匀分布，以便更好的确定GPS网与地面网之间的数据转换。在确定煤矿测量点的布设范围后，要根据整体测量面积来确定闭合图形，这样有利于通过增加审核条件的方式来提高测量布点的准确度。在测量设备的选择上，以三台或者三台以上的徕卡设备为宜，在观测时间上五千米以内的试点测量应该控制在四十五分钟，而五千米以上的试点的测量时间应该相对延长，一般为一个小时左右为宜。保证测量时间可以有效的提高测量结果的精准度和固定解的精确度。在平差处理的问题上，应该通过对所得数据的分析得出合理的固定解，还要认真的检查同步环和异步环的吻合情况。如果设备启动后，应该先对基线进行处理，处理完成后再进行三维无约束平差的精度校对，并将结果输入已知坐标系统中。

2.RTK技术在煤矿工程测量的应用

（1）采剥现状与地形测量。在采用传统方法对其进行测量时，需要对建立一些待测区域的控制点及图根点，并将这些点标注于工程现已掌握的各种图纸资料中。这是最传统的测量准备工作，也是最不利于提高测量效率的做法，此后，随着科学技术的发展，工作中逐渐的采用全站仪和电子手薄配合地物编码的形式对这种测点记录进行了改良。虽然方便了大比例尺的测量工作的开展，但是对于测量范围内的各种碎点也必须控制，以便控制和处理中心能够实时的反馈信息。而这些碎点的处理都需要工作人员进行手动排除，在作业的过程中，极易由于碎点的拼图不当导致返工，这也是非常不利于提高测量效率的。而RTK技术的出现就恰恰的避免了这些问题，因为RTK技术的覆盖范围广，所以一个测量点就可以满足以10多公里为半径的测区的测量要求。不仅避免了返工问题，还减少了由于控制点的转移和重设以及重复导致的各种精度偏差。并且RTK技术的测量结果可以达到厘米级，其数据可以直接作为图形测绘的统计数据。

（2）物探点、钻孔、征地边界、境界线等工程放样。外业过程中，传统的测量方法需要按照计划中的定点随时移动钻孔的位置和设备的摆放位置。这个过程通常需要多名工作人员的共同努力才能完成，不仅耗费人力，还浪费了测量工作的时间。另外，在移动测试设备的时候，还要选择较好的视野，以免其受到干扰因素无法正常的传递信号。而RTK技术的使用，则避免了这些放样过程中的常见问题，通常只需要一个工作人员即可完成放样工作，因为放样的实施主要是通过实时电子手薄的坐标录入功能实现的，不仅准确而且高效。

4、结论

在科学技术飞速发展的今天，GPS—RTK技术给测绘工作带来了革命性的变化。它改变了传统的测量模式，能够实时完成厘米级定位精度和在不通视的情况下远距离测量坐标。它具有测量人员少、速度快、不需要通视观测、精度高等特点，能够极大地提高工作效率。

参考文献

[1]李刚.《浅论GPS（RTK）测量在工程测量中的应用》.《甘肃科技》，2011年23期.

[2]胡伍生.GPS测量原理及其应用[M].北京：人民交通出版社.