RTK技术在矿山测量工程中的应用研究

2021-11-29张代航冉怡静

世界有色金属 2021年13期

张代航，赵浩，冉怡静

（商洛西北有色七一三总队有限公司，陕西商洛 726000）

1 矿山测量工程中应用RTK技术的优势分析

1.1 应用RTK技术能够提高矿山测量工程的自动化水平

在矿山测量工程中应用RTK技术能有效提高矿山测量工作的自动化水平。RTK技术以GPS、计算机以及网络信息技术为基础，自动完成数据采集、存储以及处理分析等多项测量任务，不仅使矿山测量工程的外业测量工作更加便捷高效，还有效减少人为因素对测量精度的影响。

1.2 应用RTK技术能够提高矿山测量工程的适应性

在工作区域范围内既要满足生态环境保护的要求，又要达到矿山地质勘查的目的。为矿山统筹规划，优化设计，合理避让各类生态保护区及生态保护红线，减少勘查活动对环境的影响，以绿色勘查为导向。传统的矿山测量会受到地形地貌环境等多种因素的制约，外业测量的难度较大。而RTK技术具有较好的适应性，对通视条件的要求不高，不要求各控制点之间必须保持通视条件，仅需达到电磁波通视以及对天通视即可，因此能满足在多种地形条件下的测量要求，为矿山测量工程的开展提供了重要的技术支撑，有效提高矿山测量的精度和效率[1]。

1.3 应用RTK技术能够提高矿山测量工程的质量效率

在陕西省山阳县夏家店金（钒）矿区，矿区相对比高为400m，采用传统的测量方法与RTK测量同样的勘探线进行对比。采用RTK设备(1+3)台套工作，一个台班施测勘探线3条,累计长度3.0km，所用测量人员8个。采用传统全站仪施测，完成同样的工作量，耗时4个台班，所用测量人员16个。由以上结论可知，同样的工作量采用RTK测量不仅节约时间，而且减少了测量人员，直接减少了工程施工费用。与传统矿山测量工程技术相比，RTK技术的应用能够更有效提高矿山测量工程的质量效率。其RTK不仅能够进行数据采集测量，而且可以自动完成数据的处理分析以及地形图绘制等任务，减少了人为因素对测量成果准确性的影响，同时也是测量的效率有了明显的提升。

1.4 应用RTK技术能够降低矿山测量工程的操作难度

应用RTK技术进行矿山测量时设置一次基准站，可一次性完成5km半径范围内的测量工作。矿山区域大部分都在山区，矿区相对比高一般都在300m～500m,采用传统的测量方法需要频繁移动测量仪器设备，测量误差累计就越来越大，测量成果难以满足矿山测量工程的规范要求。采用RTK技术测量减少了误差累计的几率，同一个基准站下的多个流动站测量误差不在累计，有效的提高测量的精度。RTK操作与全站仪等测量技术设备相比，其RTK操作更为简便，自动化和信息化程度更高，可以自动完成数据的采集和存储处理，降低测量人员的劳动强度还提高了测量精度。

2 矿山测量工程中RTK技术应用的主要用途分析

2.1 应用RTK技术进行矿山测量工程控制网的布设

传统的矿山测量工程在布设控制网时由于需保持控制点之间的通视，而矿山的实际地形条件和植被茂密却无法满足常规测量通视要求，因此控制网的布设难度较高。而应用RTK技术进行控制网的布设时能够在通视条件相对较差的情况下能够精准确定控制点点位的三维坐标（X、Y、H），不仅有效提高控制点定位精度，还提高了控制网布设的效率，降低了控制网测量的难度，减轻了矿山工程测量人员的工作强度，为矿山测量工程的有序开展奠定了良好的基础。

2.2 应用RTK技术进行矿山测量放样

放样测量是矿山测量工程中的重要工作内容之一，其放样测量的精度对于矿山开采中的界限确定和开挖平台高程定位的准确性等都会产生较大的影响，因此对测量的精度有很高的要求。因此应在矿山测量放样工作中应用RTK技术，可以提高矿山测量工程的质量和效率。在应用RTK技术进行测量放样时，以高等级GPS控制点为基础，在矿区的合适制高点上，建立GPS-RTK基准站。对基准站进行参数设置，实测测区外围4个高等级GPS点的地心坐标，根据已知的高等级GPS点的已知坐标，求得GPS地心坐标～已知坐标的转换参数，并在第5个高等级GPS点上进行测量验证。确保坐标值准确无误，为准确确定地理坐标创造有利条件。在放样测量过程中应保持控制点数量符合测量要求，并要合理控制测量范围，科学选择布点位置[2]。测量人员应在电子簿中输入放样点设计坐标，之后在待测区域内移动RTK流动站接收装置，确保接收设备可以顺利接收定位观测数据，以准确确定待测点位坐标值。通过RTK技术开展矿山测量放样工作能够提高测量的效率和精度，为矿山的开采作业管理提供可靠的测量成果数据。

2.3 应用RTK技术进行矿山测量数据的转换处理

传统的矿山测量工程在完成对待测点坐标数据的采集后还需要对定位坐标数据进行转换处理，不仅转换处理难度较大，而且也加大了测量人员的工作强度。而应用RTK技术可以自动完成矿山测量数据的测量、采集以及数据转换，提高了坐标转换的效率，减少了由于人为计算失误而造成的数据转换错误，更好的保证了数据转换处理的准确性。在应用RTK技术进行坐标转换时应注意，其坐标转换的参考坐标应达到4个以上（规范要求至少3个已知点），且应确保其精度符合数据转换要求。

2.4 应用RTK技术进行矿山变形测量控制

矿山区域往往会受到开采作业等多种因素的影响而出现局部变形的情况，为实现对变形地区的有效监测，传统的矿山测量工程主要采用的是选择不同的时间点对同一监测目标进行高程以及水平测量，并通过对测量数据的对比分析实现对矿区局部地面是否存在变形位移等情况进行判断。这种测量方式不仅需要投入大量的人力物力资源，而且测量的时效性和连续性都存在较大的局限性,因此应积极采用RTK技术对矿山区域进行变形监测。在测量时应首先在待测区域内合理设置基准站和观测点，并以此为基础进行变形监测网的构建，之后就可以通过专业测量设备连续动态观测各点的实时三维坐标数据，并可以通过专业计算机软件自动对所采集的测量数据进行分析对比，然后给出相应的分析结果。RTK技术的应用极大的提高了测量数据的时效性，并可以实现对被测目标的连续动态观测，所采集的数据更加全面完整。同时RTK技术还能够利用计算机软件自动对测量数据进行处理分析，提高了分析的效率和客观性，减少了人为因素对判断结果准确性和客观性的影响，为矿山的管理提供了更加可靠的参考依据。

2.5 应用RTK技术对矿山地形复杂区域进行测量

由于矿区往往地形条件较为复杂，传统的矿山测量工程技术往往难以对矿山进行全面详细的测量，外业测量工作的难度和强度较大，制约了测量质量和效率的提高。而在矿山测量工程中应用RTK技术后，由于RTK技术应用的灵活性较高，能够很好的适应多种地形条件的测量要求，因此不仅有效提高了复杂地形条件下矿山测量的精度和时效性，同时也减轻测量人员的外业测量难度，为矿山测量工作的有序开展提供了重要的技术支撑。

2.6 应用RTK技术进行矿山地形图的绘制

应用RTK技术还可以对矿山进行地质勘查，为确定矿产储藏位置提供可靠的依据。同时还可利用RTK技术自动完成地形图的绘制，并将各种勘查信息集成到电子地形图中，为矿山开采计划的制定以及生产管理提供参考数据。在矿山测量工程实践中，在完成了对被测目标相关数据信息的测量采集后，通过RTK系统中的专业软件可以自动完成对测量数据的存储、传输、数据转换以及整理分析。然后再利用绘图软件自动完成矿区地形图的编制任务，并可以根据实际需要输出不同比例尺的地形图，不仅极大的提高了地形图绘制的效率，也减少了人为因素对地形图绘制精度的影响，并为地形图的查询应用提供便利。

3 矿山测量工程中RTK技术应用的注意事项分析

3.1 合理划分待测目标区域

由于矿山地形较为复杂，在一些区域存在信号覆盖盲点，会对测量的精度和全面性产生不利的影响。因此在应用RTK技术进行矿山测量的工作实践中，测量人员应根据RTK测量设备的标称范围合理对施工区域进行划分，一般测量范围不应在2/3标称半径范围外，以防止出现信号衰减等问题。同时，测量人员应合理确定基准站位置，尽量选择在工作区域内开阔的制高点，远离大功率信号发射塔、高压线塔等。并可以采用信号增强设备等保证信号强度以及接收的连续性，从而提高测量的精度和效率。