试析露天矿山测量中GNSS RTK模式的应用

黄昭军

（江西分宜珠江矿业有限公司，江西 新余336600）

矿山测量对于矿山开发来讲有重要的作用，一方面，矿山开采工程的具体规划和建设需要以测量数据为基本参考，另一方面，矿山开采的具体区域确定、开采路线的选择也要以测量数据为基本参考，所以测量工作对于矿山的开发来讲起着关键性的作用[1]。在技术不断发展的大环境下，我国露天矿山测量的技术应用有了显著的进步，矿山测量的实际效果也有了明显的提升。就实践统计来看，GNSS RTK模式在矿山开采中的利用起到了非常不错的效果，所以做好相关性分析现实意义显著。

1 GNSS RTK技术原理和特点分析

RTK（Real-time kinematic，实时动态）载波相位差分技术是一种新的常用的GPS测量方法，其原理简单来说就是，基准站用一个固定坐标来做参考，以后基站每通过接收卫星算得一个坐标，就跟固定坐标作比对，得到差值，然后将这个差值发送给移动站，移动站用卫星接收到的坐标再减去基站发过来的差值就得到了改正后的坐标[2]。以前在测量实践中使用的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了作业效率。

对目前的GNSS RTK技术具体利用做分析发现其具有以下几个方面的突出优势：①具体的测量不需要事先测站之间的通视。利用RTK技术，在测站不通视的情况下可以直接做测量，这一特点不仅减少了较多的测量限制，而且极大的提升了测量的效率，对工作人员测量强度的降低和测量工作量的减少也有积极的意义。②定位精度高，观测时间短。从大量的测量实践资料研究来看，RTK技术的利用实现了定位精确度的显著提升，而且在测量的时候，不需要做长时间的观测便可以获取实时性的动态数据。③RTK技术操作比较的简便而且可以提供三维坐标。操作难度的下降使技术人员的工作失误有了明显的降低，而且三维坐标的提供极大的提升了测量的准确性。④RTK技术能够实现全天候的作业。传统的测量会受到多方面的影响，所以测量需要挑时间、挑地点，否则会出现较大的测量误差，RTK技术不同担心此问题，可以实现全天候，持续性作业。

2 GNSS RTK技术在露天矿山测量中的应用

GNSS RTK技术在目前的露天矿山测量中起到了重要的作用，对其应用做分析可知其主要的应用体现在四个方面，以下是具体的阐述。

（1）矿区大比例尺的地形图的测绘。首先，GNSS RTK技术的具体利用体现在矿区大比例尺的地形图测绘中。露天矿山规划和建设的基础资料是矿山地形图，而且现代露天矿山机械化作业程度比较高，矿山表面的具体变化也比较的突出，所以为了让决策者有更好的判断，其必须要对矿山地形做实时的掌握，所以在实现中需要做不间断的补测。该技术的使用极大的减轻了测量工作的实际工作量，而且在实时地形资料满足方面的优势比较突出，所以在当前的露天矿山测量中，GNSS RTK技术的应用存在着广泛性。

（2）矿区变形监测。其次，GNSS RTK技术在矿区的变形监测中有着比较突出的应用价值。露天矿山在开采的过程中会随着时间的推移出现明显的地形变化，在开采深度加深的情况下，矿山的边坡塌方、矿山周边塌陷风险会明显的加大，如果不能够做及时的预警，矿山开采会出现不可挽回的损失。矿山变形监测的要求精度为到毫米级以及亚毫米级，而RTK技术的精度能够达到厘米级，其无法满足具体的变形精度监测要求。所以在实践中，需要在RTK技术利用的基础上对GNSS系统进行升级，使其成为监测系统。在我国目前的露天矿山开采中，大多数的矿山构建了GNSS监测系统，而且该系统利用数据采集、数据传输和GNSS处理中心实现了监测处理的自动化，图1是基本数据处理示意图。测量控制方式，利用软件处理控制点的平差坐标。这种控制测量方式和导线测量做比较发现其不管是测量精度还是测量效率都具有明显的优势。目前的GNSS应用主要接收三种类型的导航卫星，而RTK方式的精度又比较高，所以综合应用有效的提升了控制测量的精度以及效率。

（4）钻孔的放样。最后，GNSS RTK技术的利用体现在钻孔放样当中。在露天矿山的具体测量中，钻孔放样是一项非常普遍的工作，地质工程师一般需要根据工作计划在地形图上做好钻孔设计，测量人员需要基于设计图对各个钻孔的坐标进行提取。传统的放样主要是通过全站仪的放样功能实现的，需要观测员和立镜员进行配合，而且测站点和立镜员之间也要保持通视。利用RTK技术做具体的放样工作，一个人就可以完成过去几个人的工作，而且放样的效果和效率会有明显的提升。简单来讲，GNSS RTK技术在放样实践中的利用比其全站仪放样有突出的优势。

3 结论

图1 基本数据处理示意图

（3）露天矿区的控制测量。再次，GNSS RTK技术的具体利用体现在控制测量方面。露天矿区的控制测量有着比较重要的地位，一般采用的是导线测量方法，该方法要求测试点之间必须要实现通视，所以在测量实践中的限制因素比较多，作业的工序也比较多，这导致了测量周期的加长和测量结果精度的下降。基于控制测量的精度要求使用GNSS静态

综上所述，在露天矿山的测量实践中，传统的测量方法利用有诸多限制，而且测量结果的获取周期长，不利于矿山地形的实时监测，而GNSS RTK技术利用不仅能够弥补传统测量的缺陷，而且可以提升测量的效率，提高对矿山的变形分析，这于矿山的安全生产来讲有重要的意义，所以在矿山测量实践中推广和利用GNSS RTK技术现实价值巨大。