GPS-RTK在礦山測量中的應(yīng)用及其存在問題認識實踐

趙少鋒

（華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050024）

1 GPS-RTK技術(shù)概述

GPS-RTK技術(shù)是一種以GPS為基礎(chǔ)的實時載波相位差分測量技術(shù)，主要應(yīng)用的原理是將GPS技術(shù)以及數(shù)傳技術(shù)互相結(jié)合，能夠?qū)ΦV山進行實地測算和數(shù)據(jù)處理，并且能夠在極短時間內(nèi)獲得高度精準的位置信息。RTK技術(shù)的主要優(yōu)點是作業(yè)難度比較小，測量效率相對較高，并且其自動化集成化程度比較高，具有強大的測繪功能，在進行礦山測量作業(yè)時，僅需要一到兩人就可以進行操作測量，極大地節(jié)省人力投入，同時能夠?qū)?shù)據(jù)進行高效處理。

2 GPS-RTK技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于地圖測繪工作

礦山測量的工作內(nèi)容包括地圖測繪工作，在傳統(tǒng)的礦山測量過程中，一般會使用經(jīng)緯儀搭配小平板進行測量。然后對外業(yè)進行測量時，主要是用全站儀進行觀測，一般使用大比例尺測圖軟件成圖形成半野外數(shù)字化測圖。而現(xiàn)在一般對野外進行測量時，使用全站儀完成測量完成數(shù)字化測圖工作，使用光學(xué)儀器測圖技術(shù)進行測量時，第一步要布設(shè)首級控制，第二步布設(shè)圖根控制點，最后才能進行碎部測量工作。在測圖過程中必須保證測站和觀測點之間的光學(xué)通視性。一般情況下，需要2到3個工作人員才能完成測繪工作。而使用用GPS-RTK技術(shù)進行測量工作，可以省略逐級布設(shè)首級控制和圖根控制的階段，直接在礦區(qū)基本控制點上架設(shè)基準站進行RTK測圖工作，并且在測圖過程中僅需一人使用GPS流動接收機，在需要采集坐標的點上呆上幾秒鐘就可以獲得碎部點的三維坐標。與此同時，搭配高性能的電子手簿在野外測量過程中，可以實時觀測測圖效果，并對其進行及時檢查，盡快修正測圖過程中存在的錯誤情況，能夠在極大程度上提高測圖效率和測圖準確性[1]。

2.2 應(yīng)用于施工放樣工作

施工放樣工作也是礦山測量的主要內(nèi)容之一，在礦山企業(yè)地質(zhì)鉆探、地球物理勘探、土地復(fù)墾、場地平整、道路測試以及土木工程施工過程中都需要進行施工放樣工作。常規(guī)的施工放樣方法比較多，主要包括：經(jīng)緯儀交會方法、全站儀坐標方法、全站儀邊角法等，但是這些放樣方法都需要觀測儀器和觀測目標之間的地面光學(xué)通視性。如果在復(fù)雜地形中就需要借助比較多的輔助手段，才能夠完成施工放樣工作，在一定程度上會影響施工放樣工作的效率。而使用GPS-RTK放樣技術(shù)，可以事先將設(shè)計好的點位坐標輸入到電子手簿中，然后在現(xiàn)場使用GPS流動接收機，會自動提示工作人員走到放樣位置，能夠提高施工放樣效率。并且可以將施工放樣工作的人員控制在一人到兩人左右，能夠節(jié)約人力資源的投入。

3 GPS-RTK技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的問題

3.1 GPS-RTK技術(shù)固有問題

GPS-RTK技術(shù)本身的精度比較高，速度比較快，在測量過程中具有較大的靈活性，但是GPS-RTK技術(shù)是以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的。因此，會受到GPS技術(shù)的固有缺陷的影響，主要表現(xiàn)在以下方面：第一，在衛(wèi)星有嚴重遮擋的地方。例如高大的建筑物旁、大樹下、煤礦井下等，可能會導(dǎo)致RTK機不能正常工作。第二，在無線電干擾嚴重的地方。例如高壓輸電線附近或者微波站周圍，也可能會導(dǎo)致GPS-RTK不能正常工作。第三，就是多路徑反射嚴重的地方。例如巖石裸露的山坡，玻璃外層的辦公大樓以及平靜的水面等，都可能會對測量過程造成嚴重影響，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)嚴重誤差。

在使用GPS-RTK技術(shù)時，需要對以上區(qū)域的不利環(huán)境進行全面掌握，要盡量避開這些地方，防止測量數(shù)據(jù)獲取不正常。而且全站儀測量技術(shù)不會受到無線電干擾以及多路徑干擾，在上述不利地區(qū)進行測量時，可以使用全站儀進行測量作業(yè)，尤其是山區(qū)的峽谷地帶和森林區(qū)域，全站儀測量的精度和可靠性會更高[2]。

3.2 RTK信號覆蓋不全面問題

在GPS-RTK技術(shù)使用過程中，信號會對RTK技術(shù)產(chǎn)生重要影響，在實際測量過程中，高樓、林區(qū)以及礦坑等都會受到一定情況的限制，導(dǎo)致RTK基準信號不能進行大面積的覆蓋，從而導(dǎo)致在測量過程中出現(xiàn)一些測量盲區(qū)。這樣可能會對RTK實時測量工作造成一定阻礙，在有些礦區(qū)信號能夠達到全覆蓋時，但是信號強度比較弱，也可能會影響測量工作的穩(wěn)定性和精準度。為了解決信號限制的問題，專業(yè)人員對其進行研究后，提出的有效解決措施，可以利用中繼站技術(shù)增設(shè)網(wǎng)絡(luò)物理接收設(shè)備。然后將RTK基準站的信號進行差分擴散，這樣可以對測量區(qū)域內(nèi)的信號進行全覆蓋。借此解決測量盲區(qū)問題，提高RTK測量工作的穩(wěn)定性和精準度。

3.3 精度以及穩(wěn)定性問題

質(zhì)量不同和型號不同的RTK測量數(shù)值精準度以及穩(wěn)定性的差別比較大。并且在測量過程中可能會受到天氣條件、衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)惹闆r的影響，導(dǎo)致這些差別在不斷增加。從而導(dǎo)致礦山測量的穩(wěn)定性和精準度出現(xiàn)問題，為了解決這種情況，在礦山測量工作中，一定要選擇精準度以及穩(wěn)定性比較好的RTK機，選擇質(zhì)量較高的測量機器。并且在布設(shè)控制點時，要在周圍增設(shè)一些檢核點，這樣可以對RTK測量的結(jié)果以及質(zhì)量進行檢驗，能夠在一定程度上增強測量的精準度和穩(wěn)定性。

3.4 高程異常值問題

使用RTK技術(shù)對山區(qū)、高原等高層起伏比較大的測量區(qū)域進行測量時，可能會出現(xiàn)比較大的誤差。會影響大地高程以及海拔高程之間的轉(zhuǎn)換，增加兩者之間的轉(zhuǎn)換工作難度，并且可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換值的準確度受到影響，很容易出現(xiàn)異常值。這些異常值的出現(xiàn)，會導(dǎo)致整個測量工作質(zhì)量出現(xiàn)問題。并且會在一定程度上影響測量工作的效率。為了對高程異常值的問題進行解決，對各個測量點進行測量時，需要保證測區(qū)內(nèi)分布均勻的控制點進行聯(lián)測，這樣才能夠獲得正確的高程轉(zhuǎn)換參數(shù)[3]。

3.5 電離層干擾問題

在使用GPS-RTK技術(shù)進行礦山測量時，發(fā)現(xiàn)在中午時分進行測量，可能會受到電離層的干擾。然后利用RTK技術(shù)測量時，接收到的衛(wèi)星數(shù)可能會不穩(wěn)定，有時候多有時候少。不能接受到來自全五顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，可能就會導(dǎo)致初始化時間比較長，甚至不能初始化，這樣就可能影響測量工作，導(dǎo)致其不能正常進行。但是在上午11點之前和下午03:30分之后，電離層干擾程度會降低，RTK測量的速度和精準度都會得到提高。因此，為了減少電離層對RTK測量工作的影響，可以進行分時段進行測量，避開上午11點到下午03:30之間的時間段。

4 結(jié)語

綜上所述，GPS-RTK技術(shù)的定位精度比較高，定位速度相對較快，并且具有較高的自動化程度，能夠在一定程度上提高礦山測量的測量精度。在使用GPS-RTK技術(shù)進行測圖工作或者放樣工作時，需要對外界環(huán)境和單位質(zhì)量進行密切關(guān)注，要使用一定的技術(shù)手段以及質(zhì)量控制措施保證GPS-RTK技術(shù)能夠滿足礦山地圖測繪和施工放樣工作的要求。因此，必須關(guān)注GPS-RTK技術(shù)在應(yīng)用過程中的問題，對這些問題進行有效的改進和解決，才能夠確保GPS-RTK在礦山測量中的有效應(yīng)用和準確應(yīng)用，提高礦山測量的效率和精度。