浅谈RTK在兰坪铅锌矿露天矿山测量中应用

秦丽

摘要：在我国传统矿山地质测绘中，测绘工作要逐级控制按站布置全站仪，工作量大、受限条件多。随着科学技术的发展，对矿山测量提出新的要求，以RTK技术为核心的测量模式逐渐形成，彌补传统测量工作不足，RTK技术使用载波相位动态实时差分方法对矿山进行精准实时测量、作业效率高、劳动强度低，可以有效提高矿山测量技术水平。本文通过兰坪铅锌矿工程实例，分析总结RTK技术在露天矿山测量的工程系统、技术分类、技术特点，使RTK技术在露天矿测量工作得到科学应用，提高测量效率，为同类矿山测量提供借鉴。

关键词：RTK应用;露天矿测量;精度;定位

引言

随着测绘工作中对卫星定位系统的应用，测绘工作已经由原来静态发展到使用载波相位动态实时差分方法的RTK技术。RTK技术在一定程度上解决了传统技术受地形限制大，劳动强度高，时间消耗多，效率低的问题。RTK技术不仅对矿山开采提供数据支持，还能对矿山环境综合评价系统和矿山生产平台建设提供理论分析，让生产单位依据RTK技术制定安全可靠的开采计划。

1.RTK测量技术

（Real Time Kinematic）RTK技术是在测量过程中，采用载波相位观测量作为根据进行实时差分GPS 测量，测量系统主要包括三部分：（1）卫星接收系统;在基准站和流动站至少各放一台GPS用于接收信号（2）实时数据传输;基准站设置大功率放大设备，保证基准站发送数据被流动站实时接收（3）动态测量软件;动态软件保证测量数据精度，是RTK测量技术关键。RTK技术分为快速静态测量和动态测量，快速静态测量通过GPS设备静态观测获得基准站实时数据，对目标站坐标值同步计算，不用持续跟踪卫星，本工程就是选用的快速静态测量。RTK技术在露天矿山测量中的工作原理，通过实时动态图像定位技术，可以显示观测点在对应坐标系中精确到厘米的三维定位结果。在露天矿场测量时，RTK技术保证了控制点之间互通，同时只需较少人力安排流动站就能保证整个目标区域测量精度。

2.工程实例

2.1矿区自然概况

兰坪超大型铅锌矿位于云南省兰坪县城西18千米处，探明铅锌矿储量1500万t以上。矿体分布较集中，矿体长600—1500米，分布范围6.8平方千米，延伸350--800米，矿体平均厚度在25—45米。矿石矿物以闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿为主;脉石矿物以方解石、石英为主，天青石、重晶石、石膏次之;氧化矿石的矿物以褐铁矿、菱锌矿、水锌矿为主。矿区周围水资源丰富，富矿比例大，已成为我国重要的铅锌矿工业基地。兰坪铅锌矿露天矿山地处海拔较高，山峰较多，地形条件较为复杂的山区，且排土作业、工业矿均在场外排土、堆排;露天矿区作业范围大（两个采场、两个排土场、四个工业矿堆场），低矮灌木较多，徒步行走困难，通视效果差。

2.2测量工程

工程依据《全球定位系统城市测量技术规程》开始测量。基准站设置在上空开阔，以基准站为中心方圆150米内没有电磁波干扰源，远离大面积地表水水源，架设在地势高交通便利的地点。流动观测作业前，GPS接收设备连接检测，因为本工程是露天金属矿，测量范围相对固定，坐标转换参数不用每次计算，只需第一次使用前计算出即可，后续可一直使用此参数。

2.3放样应用

放样是为了达到露天矿山制定的测量精度要求，通过运用严格的矿山测量技术标准，结合采掘线和平台高程点坐标，达到测量设定的目的，过程中要保证控制点坐标数值准确。测量时将设计好放样点坐标输入到设备中，移动设备使接收机能接收数据，测定定位点坐标。露天矿山用这种放样法，能大大提高工作效率，同时可根据实际矿山测量需要进行程序补充修改。

2.4地质勘查测量

为了更好研究露天矿山的成矿规律，要对地质剖面进行测量，首先使用RTK技术首级控制网基础上采集地表的地质特征点坐标，然后利用RTK技术的线放功能，输入剖面两端点坐标，就可自动定位剖面线位置，绘出地质构造剖面图。

2.5精度检测

RTK测量后用全站仪进行回测，回测结果如下图：依据表一数据分析可知，RTK测量数据精度更高，符合工程施工要求。

3 RTK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。

4 RTK技术监测边坡稳定

露天矿山开采中，边坡稳定性是矿山安全生产的重要保障，露天矿开采中利用RTK技术对监测桩进行实时监测，根据监测桩坐标变化对边坡稳定性进行分析，保障露天矿开采安全。

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。

6 RTK技术优势

通过兰坪铅锌矿测量工程实例分析，总结出RTK技术有如下优势：

（1）目前我国露天矿山测量中RTK技术在一般工作环境中的精确度已达到毫米级，其一次性设站测量范围达到方圆4千米，和传统全站仪测量技术比人力消耗大大减少，同时设站点数少，操作时间快，极大提高矿山测量外业工作量。（2）放样时间短，测量结果获取速度快，仪器初始设置容易，设备之间联通简单，测量人员只需简单学习即可操作（3）由于RTK技术主要应用电磁波进行数据传递，对光学通视无要求，所以通视条件，地形等对RTK技术限制小，有利于它在地形条件复杂的矿山进行精准测量（4）RTK技术在野外借助无线设备进行测量减少测量时间，既提高效率又降低成本，在高程测量中可用无人化软件自动测量，得到数据更加准确。

7 RTK技术不足和注意事项

（1）在本工程使用过程中，数据传输受到干扰，实测可用半径小于仪器标准测量值，数据传输受障碍物影响（山体、高建筑物，电磁波源等），当RTK作业半径超一定距离时，测量误差超过限制范围。（2）对卫星依赖高，卫星系统位置是不断变化的，美国卫星使用位置最佳时，目标矿区在这一时间段可能不被卫星很好覆盖，这时使用RTK技术就会产生假值。在某些地区由于特殊原，卫星信号被干扰屏蔽时间较长，测量工作会受到限制。在测量时发现晴朗天气中午，受电离层干扰，接收卫星数量常常少于5颗，则RTK技术无法使用。

（3）在矿区复杂地质环境中，高程测量经常出现误差，有些高程无法测量出结果。

隨着对矿山测量工作技术和精度要求，RTK技术使用已成必然，所以在使用中要采取正确的措施减少RTK技术应用的不足，提高矿山测量精度。在RTK技术使用中应注意使用前仪器设备检查，做好保养维护。定时举办技术交流会议，在矿山测绘中遇到问题要及时提出并解决，要严格按照工程规范进行测量作业。测量时要实时检查，对采集的数据做好预判，发现问题及时更改，保证测量精度。在矿山部分地势陡峭位置或植被发育地区，信号接收困难，常常造成信号失锁，如果失锁要对接收机进行初始操作，初始操作可能导致部分点坐标无法测出，这就要求RTK技术使用时可以用全站仪进行配合。测量工程结束后后要建立完善的复查工作，组织专业人员对RTK技术的测量结果进行检查，满足矿山测量精度和技术要求。

8 结语

总而言之，随着科学技术发展，我国经济和技术不断进步，测绘行业的发展也越来越快。RTK技术在矿山测量行业的应用，改变了传统测量方法费时费力的工作情况，提高了矿山测量的精度和效率。与全站仪测量技术相比RTK技术的测量条件并不严格要求，数据获取速度更快，精度误差更小，人员投入更少，适应范围也越来越广。利用RTK技术，有效保证矿山测量工作中各项数据准确，提高矿山开采安全性和矿山企业效率。相信随着实用技术的不断成熟以及仪器、软件的完善，RTK技术在矿山测量中将得到更广泛的应用。

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