GPS—RTK技术在矿山测量中的应用分析

孙元峰

摘 要：矿山测量是矿物开采中不可缺少的环节，只有准确的测量结果才能保证后续的开采顺利进行。当前随着我国各种高新技术不断发展，矿山测量方面也逐渐将传统的测量方法进行转变，在其中融入了计算机网络技术，对矿山开采起到了推动性作用。本文就围绕GPS-RTK技术于矿山测量中的应用进行分析，为今后进一步完善矿山测量技术提供参考。

关键词：GPS-RTK技术；矿山测量；应用分析；研究

矿山测量是矿山建设、作业的基础部分，其主要为矿山的整体设计、规划、生产、勘探等方面提供有效数据信息，同时因为矿山测量工作的特殊性，其不仅需要对矿山的井下开采、地上策划提供服务，还需要通过相关工作平台对矿山的地质情况进行分析，以此来进一步保障矿开采的安全生产。

一、GPS-RTK的构成部分和原理

1.软件系统：其能够对实时动态测量的功能以及质量起到支持作用，同时还可以有效地保障准确、可靠的测量结果以及可行的实时动态测量，因此具有十分重要的作用。

2.数据传输设备：又被称作数据链，用户设备的接收机以及基准站的无线电发射台共同组成了数据传输设备。其主要是以流动站与基准站之间数据的传输速度、环境质量以及距离等作为依据，科学合理地选择其功率以及频率。

3.GPS接收设备：因为双频观测值除了具有较高的精度之外，同时在对整周未知数进行计算的时候还具有快速准确的特点，因此双频GPS接收机在流动站以及基准站上都有所涉及。如果基准站服务于数量较多的流动站，那么就要选择与流动接收机的最高采样率相同的接收机采样率。

4.GPS―RTK测量技术的工作原理

GPS-RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统，其组成部分包括基准站、流动站、数据链。基准站上GPS安置接收机，对所有可见的GNSS卫星进行连续观测，并将其所观测到的数据，通过无线电传输设备实时地发送给流动站。流动站上，GPS接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据动态相对定位原理，实时解算观测数据，并在流动站手簿上显示三维坐标及其精度。

二、在矿山测量中GPS-RTK技术的具体应用

1.放样工作

在利用GPS-RTK技术开展放样工作的时候，一定要结合测量区域的控制点情况，设计相应的观测规划，严格按照相应的设计要求进行放样，一直到满足矿区放样精度要求为止。RTK用于校正的控制点坐标一定要保证相对准确，并且相应大地坐标也要相对准确。在放样工程点的时候，校正点一定要保证数量足够、范围合理、点间关系符合地域性。在采用此种技术进行放样的时候，主要包括两种方式：点放样、线放样。在进行具体放样的时候，需要将设计点坐标输入电子簿中，之后在场地中进行走动，结合GPS接收机的显示情况，明确放样点位置。此种测量技术可以进行坐标的直接放样，具有精度高、操作简单等特点，在矿山测量实践中，不仅可以提高测量工作效率，还可以完善测量指导工作。

2.建立和使用矿区控制网

控制点之间相互通视是常规控制测量的要求，但是其具有不均匀的精度以及较为复杂的作业程序。在进行控制测量工作的时候对GPS-RTK技术予以应用能够将定位结果迅速得出来，并且还可以对定位精度予以明确，从而使作业效率得到了极大地提升。GPS-RTK技术的运用能够使矿区控制网的要求得到充分地满足，GPS控制网如果在几个点同时运用就能够将一个完整的矿区覆盖起来。而且GPS-RTK技术还具备厘米级的精度，所以在矿区进行控制网的布设过程中运用GPS-RTK技术除了能够满足规范的精度要求之外，同时还具备省时省力以及快捷方便的优势。

3.对坐标转换参数进行求取

要想使原始大地的经纬坐标系统能够在GPS-RTK技术当中向着当地坐标系统的形式进行转换，就应该先将坐标转换参数计算出来。在这个过程中需要建立不少于三个的高精度的当地坐标值，然后才能够将坐标转换参数求取出来。利用GPS-RTK技术就能够将坐标转换参数快速的求取出来。

4.测量矿区地面形变

传统矿区地面变化测定时，需要针对同一地面点的水平位置、高程在不同时间实施测定，之后将实时测定的结果与之前测定的结果相对比，经过计算得出地面点位置是否下沉以及移动的数据，这样的测量方式可以为矿山规划提供准确的分析结果，但同时这样测定方式相对较为费时。而使用GPS-RTK技术于地面变化测定中，会通过地变形检测网的辅助来对其完成，具体操作为，首先在需要就行测定的矿区部位安置形变观测点与基准点，之后与变形监测网相连，通过相关仪器对这些观测点进行实时数据分析，之后在通过计算机对各部分变化的数据整合计算得出结果，无需过多的人工操作，整体更为省时。此外，因为GPS-RTK技术在矿区地面变化检测中使用的是GPS静态定位，所以数据更加准确的，最终的测定结果也更具可行性与科学性。

5.测量矿区工程

矿区的测量属于整体测量工作中的重点，而因为矿山的工作区域许多都处于山区或者丘陵地区，所以可以直观进行测量的位置较少，超高的森林覆盖率也为测量工作带来了阻碍。常规的测量技术缺乏灵活性，所以测量的效率与精准度往往都达不到预期要求。而GPS-RTK技术可以很好的将上述问题解决，其主要使用钻孔放样以及整体地形地貌勘察、露天高校采场验收等方式完成矿区工程测量工作。此外，GPS-RTK技术还可以使用于其他相关工程测量工作中。對弥补测量数据不足、偏差等问题十分有效。

6.采剥现状与地形测量

在传统矿山测量中，需要在待测区域中设定图根点以及控制点，并将这些点在施工图纸中标注出来，方便后续测量工作的开展，这样的测量方法不仅费时费力最后标注的结果还有可能会出现偏差，导致整体测量工作返工。针对这些不足，在测量中增加了GPS-RTK技术应用，首先GPS-RTK技术整体应用范围较广，其中的一个监测点可以满足12公里内的测量区域的测量要求，并且通过计算机进行的精准计算，结果更具科学性与准确性，有效减少了返工的可能性，加强了对控制点的检测度，避免检测数据中各种精度的偏差，对矿山作业有很强的促进作用。

7.土方工程量验收测量

用GPS-RTK在采场测量，如果信号好的话每2s-4s能完成一个点，精度能达到2cm―3cm，GPS还能配合成图软件形成管理一体化数据链，减少数据转抄、输入等中间环节并实现CASS制图数字化。非荫蔽矿区可考虑建立单基站CORS系统实现无人值守，用VRS技术提供GPS实时测量数据服务，满足采沙场、采石场等露天矿山工程测量等动态项要求且连续可靠。

三、结语

实践证明RTK测量技术给现代矿山测量带来了重大的技术变革，大大减轻了矿山测量工作者的劳动强度，同时，随着矿山测量技术的不断发展和煤炭需求量的增加，矿山测量的手段和仪器都将不断更新换代，现阶段比较先进的GPS―RTK技术必定被更高水平的测量技术所取代，矿山测量一定能够实现测量精度更高，测量效率更高，测量工作量大大降低。

参考文献：

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