礦山測繪中GPS-RTK技術應用探索

摘 要:隨著全球定位系統(GPS)的發展，其已經廣泛的應用于國民經濟的各個領域。RTK技術是GPS測量技術發展過程中的一個新突破，并且隨著其快速的發展，在測量領域也得到了廣泛的應用。而因為RTK技術精密度高、實時性和高效性等特點，在礦山的測繪中也得到了廣泛的運用。本文將主要介紹GPS-RTK技術的基本原理，并對其在礦山測繪中的應用進行分析與探索，對實際應用過程中運到的問題提出有益的對策。

1GPS-RTK技術的基本原理以及系統構成

1.1 GPS-RTK技術的基本原理

GPS-RTK技術又被稱為載波相位差分技術，即該技術是采用相位差分法來進行測量的一種技術。其主要是以WGS-84坐標為基礎的全球通用的一種測繪技術，利用實時處理基準站和流動站的載波相位觀測值的差分方法來進行測量。RTK的主要技術是數據處理技術以及數據傳輸技術。在測量過程中GPS-RTK技術定位主要是要求基準站接收機將觀測到的載波相位觀測值和基準站坐標等數據通過通信鏈傳送給流動站的接收機，然后流動站將接受到的數據結合通過GPS技術觀測到的數據進行一個差分觀測值的實時處理，從而求出精確的定位結果。

1.2 GPS-RTK系統的構成

RTK測繪系統主要是由GPS接收設備、數據傳輸系統以及軟件系統構成的。GPS接收設備主要裝置到基準站和流動站上，以便接收GPS傳出的數據以及流動站接收基準站的數據。其中數據傳輸設備又稱為數據鏈，它是由基準站的無線發射臺和流動站的接收機組成的。整個系統中還有一個非常重要的部分—— 軟件系統，該系統具有實時動態測量的作用，能夠確保測量結果的可靠性和精確度。

2GPS-RTK技術在礦山測繪中的應用

2.1 測量前的內業準備工作

在使用GPS-RTK技術進行礦山外業測繪之前，工作人員應該事先對測繪區進行勘探，然后根據礦山測量的特點完成內業的準備工作，具體包括以下幾個方面:(1)設定工程的名稱。(2)對基準站以及流動站的數據采樣頻率進行設置，一般基準站的數據采樣頻率設置為4S～5S，流動站的數據采樣頻率設置為1S～2S，高度截止角一般都設定為10度。(3)若已知坐標轉換參數，則記錄下來，若不知道則需要進行計算、確定。(4)在實施工程放樣之前，應該將業內輸入每個放樣點的設計坐標和線路方位角，以確保在室外施工時的實時、準確放樣。

2.2 求解礦山測量區坐標轉換參數

利用GPS-RTK技術所獲得的坐標是WGS-84坐標，但是我們在施工過程中要求的卻是地方坐標，因此，在工作過程中就必須將所收集到的WGS-84坐標轉換成地方坐標。我們在進行轉換的時候是根據礦區內已知的控制點大地坐標和當地坐標來進行靜態測量。使用該方法進行測量時，主要是將已知的坐標與地方坐標控制點聯測，然后利用一些處理軟件來求取WGS-84坐標與地方坐標的轉換關系，最后根據轉換關系將WGS-84坐標轉換為施工過程中需要的地方坐標。

2.3 基準站與流動站的安置

在使用RTK技術進行測量的過程中，基準站主要是用于收集信號再傳送給流動站，而流動站不僅要收集GPS發出的信號，還要接收基準站發出的信號。然而，在RTK測量的過程中，流動站的測量精度和它與基準站的距離有著密切的聯系，其精度是隨著與基準站距離的增大而下降的，而且流動站測量的精確度與其接收信號的強度也有關系。因此，為了確保流動站獲得較好的信號，提高其測量精度，我們一般將基準站安置在測量區中心位置的高處，還必須保證流動站與基準站之間的距離不能太大，一般不大于15km。同時，在安裝的過程中還必須保證安置站點的地方較開闊，以確保高度角達到要求。另外，除了需要考慮上面說到的幾個因素之外，安裝基準站與流動站周圍的無線電對其的干擾也是需要考慮的，從而才能確保流動站測量的精確度。

2.4 GPS-RTK施測及放樣

在求解出坐標轉換參數以及安置好基準站與流動站之后，就準備進入測量階段。開始測量之前應該對一直的控制點進行檢測，確保系統無誤，而且每臺流動站只需要一人操作即可。當測量區可以看見5顆以上GPS衛星，并且PDOP值小于6時利用5S～15秒的時間進行初始化，然后應用GPS電子手簿進行地形地物點、勘探坑道的采集或是勘探線剖面、勘探工程點的放樣工作。

3GPS-RTK技術在礦山測繪中的優勢

3.1 效率高

在一般的地勢條件下，采用RTK技術進行測量時安置幾次站點即可完成4km半徑測區的測量工作，減少了傳統測量方法所需控制點數量以及“搬站”的次數，節約了工作時間。而且一個流動站點只需要一人來進行操作，在一般的電磁環境下幾秒中就能獲得一點的坐標，速度快，工作強度也較低，既節約了時間，也節約了勞動力，從而提高了工作的效率。

3.2 定位精度高，采集到的數據可靠，且沒有誤差積累

隨著GPS的廣泛使用，其技術也在不斷的提高，RTK技術在礦山測繪中的應用也更加的廣泛。而在其應用過程中，主要滿足RTK的基本工作條件，其平面精確度和高程精確度都能達到厘米級。說明其定位精度高，所采集到的數據也更加的安全可靠。

3.3 降低了作業要求

RTK技術不同于傳統測量技術，其不需要滿足兩點間光學通視，只需要滿足“電磁波通視”即可。因此，與傳統的測量技術相比較，RTK技術受到氣候、季節、地形等因素的影響也相對較小，從而降低了作業難度。

3.4 具有自動化、高度集成化以及強大的測繪功能

RTK技術在測繪過程中，因為流動站內裝有軟件控制系統，因此，其測繪不需要人工干預即可完成。這樣一來，就減少了大量的人工輔助測量工作，減少了認為誤差。

3.5 操作簡單、數據處理能力強

使用RTK技術進行測量時，只需要在安置站點時進行一些簡單的設置，就可以邊走邊獲得測量結果坐標或者進行坐標放樣。而且該系統的數據輸入、存儲、處理轉換以及輸出能力都較強，與計算機和其他測量儀器之間的通信也非常的方便、快捷。

4結語

隨著GPS技術的廣泛應用以及不斷發展，GPS-RTK技術也給測繪工作帶來了巨大的變化。相對于傳統的測繪技術而言，GPS-RTK技術具有極大的優勢，實現了數據處理的自動化、智能化，并且提高了工作效率。GPS-RTK技術在測繪工作中精確度高、效率高、操作簡便等優勢決定了RTK技術在今后測繪技術的發展過程中將會得到更加廣泛的使用。

參考文獻

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