GPS-RTK技術在礦山測量中的實踐應用

■胡建龍 劉燕

（九江地質工程勘察院 江西九江 332000）

GPS-RTK技術在礦山測量中的實踐應用

■胡建龍 劉燕

（九江地質工程勘察院 江西九江 332000）

煤炭在我國能源領域中占有重要地位，現(xiàn)代社會中不論日常生活，還是企業(yè)生產都離不開煤炭。礦山測量是礦山開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)，涉及礦山規(guī)模、勘探等多項內容測繪工作。隨著社會對煤炭需求量的增大，煤炭企業(yè)紛紛加大開采力度，現(xiàn)如今礦山建設開發(fā)規(guī)模越來越大，礦山測量難度越來越大，傳統(tǒng)測量方式已無法滿足當前礦山測量工作需求。GPS-RTK技術是隨著計算機技術、GPS技術、信息技術發(fā)展起來的新型測繪技術，將其應用到礦山測量中不僅能夠提高測量效率，更能夠提高測量精準度。GPS-RTK技術能夠在野外測量中實現(xiàn)誤差厘米級。本文將針對GPS-RTK技術在礦山測量中的應用展開分析。

GPS-RTK技術礦山測量實踐應用

0 引言

煤炭開采對國家對社會都國家、對社會都有著重要的意義。礦山測量質量關系著礦山的后續(xù)建設和開發(fā)，占據著舉足輕重的地位。由于初期我國礦山多處于平易，地貌情況簡單，所以使用常規(guī)儀器便能夠進行測量。但是隨著經濟的高速發(fā)展，國家建設中、社會發(fā)展中對煤炭資源消耗量與日俱增，因此煤炭開采量大幅度提高，許多平原礦山已接近貧乏。所以使得礦山建設不得不向著山區(qū)發(fā)展，但山區(qū)地貌復雜，導致測量控制點不通視，測量精準性很難得到保障。GPS-RTK技術的融入給礦山測量帶來了新的轉機。GPS-RTK技術測量精度高、誤差小、使用方便、易操作不受視覺條件限制，礦山測量中加強對GPS-RTK技術的應用勢在必行。

1 GPS-RTK技術概述

GPS-RTK技術是基于GPS技術基礎上發(fā)展起來的全新測量技術，能夠在野外測量中實現(xiàn)誤差厘米級[1]。GPS-RTK技術采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，與傳統(tǒng)GPS技術更精準、更高效，實現(xiàn)了自動化、集成化測量。可在無人干預情況下自動完成各項測繪工作，不僅有效降低了測量成本，更減少了測量中人為誤差發(fā)生商務可能性，大幅度提高了整體測量精確度。并且GPS-RTK技術操作降低，不受到氣候、地形影響，且具有可視化操作界面，可直觀進行數(shù)據輸入、存儲、處理、轉換、輸出等一系列操作。GPS-RTK技術由三部分構成：一是，由軟件系統(tǒng)構成；二是，由數(shù)據傳輸系統(tǒng)構成；三是用戶裝置部分，由用戶接收機組成。GPS-RTK技術的基本工作原理是：利用接收機通過載波相位差分技術實時處理由測站發(fā)出的載波并進行查分處理，再通過基準站接收把測量到的數(shù)據傳送給流動站接收機。

2 礦山測量的概念

礦山測量可以說是礦山建設中最為重要的環(huán)節(jié)之一，對礦山建設和煤礦開采都有著重要意義，幾乎貫穿于整個礦山開發(fā)過程中。礦山測量指的是礦山建設和開采過程中，為礦山的規(guī)劃設計、勘探建設、生產和運營管理及礦山報廢等進行的一系列測繪工作。測量數(shù)據是礦山幾何圖形繪制、工程圖編制、礦山、礦井建設的科學依據。其主要內容包括了：礦區(qū)地面控制網測繪、礦山施工測繪、礦山地形圖測繪等等。當前比較的礦山測量方式有：普通測量法、綜合測量法、數(shù)字測繪法等等[2]。傳統(tǒng)測繪方式需要在待測區(qū)建立圖根點和控制點，不僅測繪效率低，且易出錯，容易受到地形地貌及天氣的限制，并且在作業(yè)過程中，很有可能由于碎點拼圖不當而返工，這十分不利于礦山測量工程的開展。隨著信息技術和計算機技術、GPS技術的廣泛應用，信息化測量已成為了現(xiàn)代測量發(fā)展的主流趨勢。GPS-RTK技術有效解決了傳統(tǒng)測量中的弊病，其在礦山測量中發(fā)揮的優(yōu)勢是傳統(tǒng)測量所無法比擬的，積極推廣和應用GPS-RTK技術勢在必行。

3 GPS-RTK技術在礦山測量中的實踐應用

3.1 測量前的準備工作

在正式開始測量前，需要準備雙頻GPS接收機并對其設置頻率，若基準站接收機為多用戶，那么接收機與用戶機要采用相同采樣率；另外還有數(shù)據傳輸設備，由無線發(fā)射電臺與用戶接收機組成；還需要準備，支持實時動態(tài)測量的軟件系統(tǒng)，以便于實時的數(shù)據處理。在準備好設備后需對測量現(xiàn)場實際情況進行分析，確定測量復雜性和難度，制定測量方案，分配任務[3]。可采用分組測量的方式，每組至少三人，分別擔任：操作員、記錄員、監(jiān)督員。操作員負責設備操作和主要測量任務，記錄員負責記錄測量流程和測量實際情況，監(jiān)督員進行現(xiàn)場監(jiān)督保障測量數(shù)據可靠性。

3.2 測量接收機編碼

在準備工程完成后，開始進行基準站和流動站以及用戶站測試，必須保障基準站和用戶站上都設有雙頻接收機。基準站應安放在地勢較高、無遮蔽物、電臺信號覆蓋良好的地點，最好安放在是待測區(qū)的中心地區(qū)。基準站二百米內需設置無線電發(fā)射臺，基準站電臺天線要架設在GPS接收機主體的北方，避免衛(wèi)星空洞。

3.3 數(shù)據測量

由于GPS-RTK技術和GPS技術一樣都利用了接收機接收衛(wèi)星信息來確定三維坐標，所以在測量時必須要保障接收機狀態(tài)鎖定五個顆以上衛(wèi)星，并保證采集率與基準站、流動站一致后在進行初始化。接收機天線視角需大于基準站天線角度。在移動和測量中必須保障基準站在可見范圍內。測量時可根據現(xiàn)場情況測量需要選擇具體測量方式，但是正式測量中要保障天線穩(wěn)定性，一旦天線出現(xiàn)問題，必然影響數(shù)據準確性，導致無法鎖定衛(wèi)星，出現(xiàn)錯誤數(shù)據。假設測量中衛(wèi)星鎖定數(shù)量小于五個，必須立即進行從新調試，如無法從新鎖定，應從新測量，避免測量誤差結果。每臺流動站一個人操作進行測量即可，確保測量數(shù)據無誤后，再對數(shù)據進行編輯和處理。

4 結束語

GPS-RTK技術在礦山測量中的應用，給礦山測量工作帶來了質的改變，有效解決了傳統(tǒng)測量中的弊病，減少了測量工作量和工作人員，大大縮短了整體作業(yè)時間，更提高了測量效率和質量。并且GPS-RTK技術不受天氣、地勢影響、具有較強適用性。但由于GPSRTK技術與GPS技術大同小異，所以測量中需保證衛(wèi)星鎖定數(shù)量，才能保障測量數(shù)據準確性，所以有時會出現(xiàn)無法正常測量的現(xiàn)象，GPS-RTK技術仍然處于研究階段，尚不完善。

[1]王佳玉.GPS-RTK技術的應用對礦山測量的影響 [J].湖北現(xiàn)代職業(yè)技術學院，2012，13（11）：119-124.

[2]汪蘇瀧.淺析礦山測量中現(xiàn)代測繪技術的運用 [J].浙江電子商務學院，2011，11（14）：132-135.

[3]李明珠.GPS-RTK技術的起源與發(fā)展及其實際運用 [J].江蘇職業(yè)技術學院，2012，13（08）：129-136.

TD1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-119-1

胡建龍（1985～），男，2015年畢業(yè)于江西東華理工大學工程測繪專業(yè)。