GPS—RTK技術在礦山測量中的應用探究

于賀 侯杰 樊坤

摘 要：在現(xiàn)代科技不斷創(chuàng)新發(fā)展的背景下，GPS在社會生產(chǎn)生活中的應用已經(jīng)非常廣泛，其中礦山測量就是技術應用的重要領域，通過技術研發(fā)，將傳統(tǒng)的GPS技術與RTK技術相融合，實現(xiàn)了全球衛(wèi)星實時動態(tài)定位上的突破，這對提高礦山測量工作效率無疑是十分重要的。本文從GPS-RTK技術系統(tǒng)構成以及優(yōu)缺點出發(fā)，對其在礦山測量中的應用進行探究。

關鍵詞：GPS-RTK技術；優(yōu)缺點；礦山測量；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.075

0 引言

礦山開采是國民經(jīng)濟運行中的重要產(chǎn)業(yè)，一直以來，由于礦山開采工作的復雜性，其在測量方面都處于工作量大、過程復雜，但測量結果不準確的低效率狀態(tài)。隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，尤其是GPS技術的普及，GPS-RTK技術逐漸被運用到礦山的測量工作中來，在衛(wèi)星定位與信息動態(tài)傳輸?shù)募夹g支持下，礦山測量無論是從操作過程還是測量結果上都得到了極大的改善。

1 GPS-RTK系統(tǒng)及其優(yōu)缺點

GPS-RTK系統(tǒng)主要由GPS接收設備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、軟件處理系統(tǒng)構成。其中GPS接收設備設置在基準點和流動站上，通過不斷接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，完成測量工作；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)則連接整個測量系統(tǒng)，在基準站與接收器之間實現(xiàn)信號的發(fā)送與接收；軟件系統(tǒng)則能夠?qū)y量數(shù)據(jù)實現(xiàn)迅速處理，并得出可供參考的數(shù)據(jù)。

在礦山測量中GPS-RTK技術的應用逐漸普及，但是該技術并非完美無缺，其在測量工作中既有傳統(tǒng)技術難以比擬的優(yōu)勢，也有難以克服的缺點。從優(yōu)點來看：GPS-RTK技術對于控制點的數(shù)量、儀器移動的次數(shù)以及工作條件要求較低，工作人員在選擇基準站之后，可以進行長期測量，因此能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)大范圍的精準測量；RTK能夠通過動態(tài)數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對復雜環(huán)境下的精準測量，并控制測量誤差；自動化程度高，有效排除了因人工操作失誤造成的損失，同時也降低了測量人員的工作強度；數(shù)據(jù)處理能力強，測量過程也就是數(shù)據(jù)生成與處理的過程，系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)分析與處理功能，如系統(tǒng)自動完成輸入、存儲、轉(zhuǎn)換、輸出等操作，大大提高了測量數(shù)據(jù)的利用率。從缺點來看：GPS-RTK技術在應用中會受到衛(wèi)星技術的限制，如衛(wèi)星信號不強，定位存在空白區(qū)域等；在白天操作時，GPS-RTK技術有時會受到電離層干擾，造成數(shù)據(jù)擾動，數(shù)據(jù)的精度和穩(wěn)定性難以保證，影響測量效率；在山體、建筑物以及高頻信號的阻隔下，傳輸會受到影響。

2 GPS-RTK技術在礦山測量中的應用

2.1 在礦山地形形變測量中的應用

在礦山開發(fā)中，礦區(qū)地理條件不僅影響著開采工作效果，也影響著礦區(qū)人們的正常生活。一些礦山在測量過程中，對地形形變的分析不夠準確，一旦礦山在開采中出現(xiàn)嚴重的地形形變，就會嚴重影響了礦區(qū)人們安全。因此，在礦山測量中，技術人員應利用GPS-RTK技術對礦山的整體地形條件進行測量，并根據(jù)數(shù)據(jù)做出專業(yè)分析，判斷礦區(qū)地形出現(xiàn)形變的可能，以及形變量的范圍。例如在測量中，選擇基準點和觀測點，對礦山地形進行長期數(shù)據(jù)收集，反映其動態(tài)變化情況，從而建立礦山監(jiān)測網(wǎng)絡，根據(jù)基準點和觀測點參數(shù)變化，計算礦山形變量。

2.2 在礦區(qū)工程建設測量工作中的應用

GPS-RTK技術利用衛(wèi)星定位，實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)的實時傳輸，能夠準確建立礦區(qū)的三維立體圖形，這樣對礦區(qū)的測量與開采就更加直觀而便捷。礦區(qū)工程建設是保證礦山開采的基礎，由于工程建設規(guī)模較大，其建設位置與質(zhì)量在一定程度上影響了礦山開采工作效率。因此，工作人員在工程建設之初應利用GPS-RTK技術，對建設項目進行規(guī)劃，確保工程項目方便礦山開采；其次，對項目建設中的相關數(shù)據(jù)進行嚴格測量、實時傳輸，保證工程施工能夠在數(shù)據(jù)支持下高效運行；最后，根據(jù)礦區(qū)建設的整體要求，展現(xiàn)立體、完整的項目建設圖形，確保礦山開采工作的精準有效。

2.3 在礦區(qū)控制網(wǎng)建設中的應用

礦山的開采是一項系統(tǒng)工程，而建立礦區(qū)控制網(wǎng)不僅可以將礦山開采各個環(huán)節(jié)進行精準定位，對其中存在的低效、失效現(xiàn)象做出判斷與調(diào)整，以實現(xiàn)礦山開采工作的整體協(xié)調(diào)運行。但是在傳統(tǒng)測量技術的支持下，網(wǎng)絡體系的建立不僅完善，相關人員不僅在數(shù)據(jù)測量上缺乏準確性，各環(huán)節(jié)之間也難以實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)傳輸，從而影響了礦山開采工作各環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)。基于此，GPS-RTK技術的引入與應用則打破了傳統(tǒng)礦山測量局限，一方面利用衛(wèi)星定位于實時傳輸，控制了礦區(qū)數(shù)據(jù)測量誤差；另一方面也能夠形成網(wǎng)絡，對礦山開采的穩(wěn)定性進行實時檢測，以準確排除安全隱患。

2.4 在礦山工程測量中的應用

在礦山測量中，做好整體工程的測量工作，能夠提高礦山開采工作的全面性。但是在傳統(tǒng)測量技術中，礦山工程測量不僅工作量巨大，其測量結果的精確度也有待提升，使得工程測量效果不佳。而在GPS-RTK應用的背景下，這項測量工作就變得簡單易行了。在測量中，技術人員只需要在礦區(qū)找到合適的控制點，并安裝GPS接收設備，就能夠形成基準站，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn)對礦區(qū)工程項目的實時測量與收集，然后通過數(shù)據(jù)記錄，對礦山情況進行核實，在保證數(shù)據(jù)準確無誤的情況下，對礦山工程做出系統(tǒng)安排。

3 結束語

在信息技術不斷發(fā)展的背景下，礦山測量基于提高工作效率的需要，積極引入 GPS-RTK技術。GPS-RTK技術的應用突破了傳統(tǒng)礦山測量中結果誤差大，操作過程復雜的局限，利用全球定位與實時動態(tài)傳輸技術，有效控制了人力測量誤差，降低了工作強度，提高了測量精度，有效控制了礦山開發(fā)成本，提高了礦山開發(fā)科學化水平。

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作者簡介：于賀（1991-），男，山東濟寧人，本科，助理工程師，主要從事礦山測量工作。