GPS-RTK技術在礦山測量中的應用分析

郭文龍

（中鋼集團山東礦業有限公司，山東 臨沂 277700）

礦山建設采礦期間，需要對礦山方面實際情況進行有效測量，為礦山建設提供數據信息支持，通過GPS-RTK科學技術，能夠實現對礦山精度化測量。對此，深入研究礦山實測期間GPS-RTK科學技術應用實踐，有著一定現實意義及價值。

1 GPS-RTK技術

1.1 概念

GPS-RTK科學技術，以載波具體相位測量技術、數據信息傳輸性技術為基準，將載波具體相位測量作為主要參數，稱之為時效性差分測繪技術。該項測繪技術有效融合了GPS及數據信息傳輸等各項技術，可進行數據實時化計算及高效處理分析，可在2s以內高效獲得具體位置數據信息[1]。

1.2 原理

GPS-RTK這種技術基本運用原理即為：自所在高精準度取點位首級控點實施接收機合理架設，并把它作為參照點開展衛星連續性地觀測分析，該流動站內部接收機實時接受衛星信號，可運用無線電系統傳輸設備接收來自于基準站實時化觀測信息，由計算機系統軟件一種定位原理隨機轉換各項參數，精準地計算并顯示出該流動站內測量實際精度、三維坐標體系等。

1.3 優越性

1.3.1 實現高效率化礦山測量

礦山實測期間，借助GPS-RTK科學技術可實現高效化、精準化信息測量，與借助全站儀開展礦山測量相比較起來，借助GPS-RTK科學技術開展實測工作期間所需操作簡便，僅憑一人即可獨立將礦山實測工作完成，無需大量人力投入，可實現高效率化礦山測量。

1.3.2 實現精度化測量定位

GPS-RTK科學技術實測期間可對于4000m半徑的范圍內實施準確測量，實際精準度可達毫米級別，如此高精度化實測，可促使礦山實測定位的信息數據能夠更為可靠與準確，實現精度化測量定位[2]。

1.3.3 實現集成化與自動化測量

GPS-RTK科學技術自身測繪功能較為強大，集成化與自動化專業水平相對較高，能夠對于礦區信息實現自動化的實測操作，實測失誤率能夠得以有效降低，實現集成化與自動化礦區測量。

2 具體應用

2.1 放樣操作

實施區域放樣操作，即為控制與碎步操作過程，借助GPSRTK科學技術實施區域放樣操作，需將測區內部控制點確定下來，合理制定測量實施方案，確保能夠滿足于加密的控制網實際精度標準，控制點處坐標和所對應大地的坐標均需具有準確性，需有足夠的放樣數量，分布范圍需科學合理，對各個測點間關系予以有效明確。實操期間，放樣形式有兩種，即為點放樣和線放樣。廣大技術員需把設計點位的坐標輸入至電子手薄內，走動于場地內部，依據GPS接收裝置命令執行操作，放樣所設計的點位。經實證分析后可了解到，借助GPS-RTK科學技術實施區域放樣操作，實操效率與放樣的精度均可得以保證。

2.2 測量礦區

（1）測量地形現狀。礦山測量實踐中，傳統的測量技術手段需確立圖根點和控制點，并在圖紙的資料上面做好標注，以當成測點的記錄。伴隨測量科學技術持續進步與發展，實現地物編碼、電子手薄與全站儀密切配合，測點的記錄方式得以創新，但仍有問題存在，也就是不恰當的碎點拼圖所致返工現象。GPSRTK科學技術實際應用期間有著較為廣泛的覆蓋范圍，1個測點可滿足于10km半徑測量操作需求與標準，重復搭設設備、轉移控制點等各個環節均可被省略掉，測量精度能夠得到提升。

（2）測量土方工程。測量土方工程，借助GPS-RTK科學技術開展驗收測量操作，通常某1個點測量操作可于2s～4s內完成，實際精度為3cm左右，與成圖軟件相配合后，一體化信息數據鏈便可形成，輸入與轉抄數據環節便可省去，可實現數字化制圖。實測時，可以最少人員數量高效化完成采集數據、更新填繪、碎部點位采集各個操作環節。礦區內可構建起單基站的CORS系統，借助GPS-RTK科學技術實現實時化測量操作，地表便可實現連續性與動態化測量操作。

（3）監測地面變形。受施工技術、水文、氣候環節等所影響，礦區地面會有位移、沉降等變形情況出現。監測地面變形，即為對礦區地面高程和水平位置實施動態化觀察，與相鄰的數據做好對比分析，獲取沉降量和位移量相關數據信息。實測期間，大部分礦區內會預設好形變的觀測點和基準點，促使觀測網格能夠形成，為測量精準度提供保證，充分滿足于地面變形實測標準。與傳統的觀測手段相比，借助GPS-RTK科學技術，能夠實現由靜態化采集數據逐漸轉變成為實時動態化監測，實操結果精準度得以大幅度提升，對于分析礦區的地面變形十分有利。

2.3 注意要點

（1）控制點資料收集。在使用GPS-RTK技術測量前，先對露天礦山進行勘探，收集已有控制點的資料。在使用GPS-RTK測量儀器進行測量作業時，流動站地形點的觀測時間為2s，控制點是15s。基準站地形點的觀測時間為5s，控制點是15s。倘若沒有控制點，則設置一個GPS控制網。為了達到地面網和GPS網之間的高程與聯合平差轉換，要嚴格篩選和布設礦區的控制點。數量要在4個以上，均勻分布。

（2）布置測點。礦區實測期間，雖GPS-RTK科學技術優勢較為突出，但也會有實測偏差情況出現，那么，通過對實測行為的規范化監管，便可將偏差出現率有效降低。故而，實測時流動站和基準站間距務必把控于10km范圍，均勻分布控制點，便于開展聯測操作，將多路徑與點位中的偏差減少；實測前期，要求技術員務必要了解與掌握礦區周邊實際的情況，確保能夠有效發揮衛星系統各項功能，讓各個測站相互間的視野維持開闊狀態。礦洞部分因遮擋住衛星，會對實測操作精度產生影響，故若想合理建立測點，就務必考慮到這一方面影響因素予以有效把控。此外，在布設沉降觀測點方面，以水準基點為基礎，結合建筑物地基、結構和荷載特點及各項標準，將墻標、砼樁、鋼標等各個觀測點布設好，對于礦區內高大建筑物基礎與采場上部分地面，做好沉降觀測點布設。

（3）礦區坐標的轉換。若想借助GPS-RTK技術來獲取WGS-84坐標，將WGS-84坐標有效轉變成地方坐標，需先了解該礦區內部控制點中當地坐標和大地坐標，實現地方坐標控制點和靜態測量聯測，借助處理軟件計算分析地方坐標與WGS-84坐標之間轉換關系，把WGS-84坐標有效轉變成地方坐標，借助GPSRTK技術實施測量操作，進行各項參數轉換后，獲取三維定位最佳效果。

（4）選擇基準站。對于選定基準站，務必要考慮選點要在穩定巖石上和不易被破壞的穩固地方，參照測量選點埋石的標準。

（5）野外數據采集。將GPS主機和天線準備好，打開GPS主機電源，GPS主機自動檢索天空中衛星，待PDOP＜2接收到5顆以上衛星后，電臺自動啟動，流動站一旦接收到超過4顆衛星及主機信號，工作手薄會自動開啟設置項目和文件名稱，還有投影參數，井檢查后確定已達精度標準，即可實施野外數據信息采集操作，以DAT的形式存儲至工作手薄當中。

（6）輸送信號。借助GPS-RTK科學技術，流動站與基準站相互間，需通過脈沖的電信號實現有效連接，實測時需防止受電磁干擾，避免觀測時間被延長，為實測結果精準性提供保證。

（7）參數轉換。GPS-RTK的測點坐標，處于WGS-84的坐標系位置，實測應用北京1954坐標系，兩個不同坐標系所用定位參數有差異性存在，故坐標必然有差異，而具體至礦區上的差異超過百米以上，有方向旋轉跡象。因而，借助GPS-RTK科學技術開展實測操作前期，務必要將礦區基準轉換的參數測定出來。

（8）時間觀測。借助GPS-RTK科學技術開展礦區實測操作期間，需借助接收裝置來實現衛星信號接收，將地物坐標確定下來。實施測量偏差分析，源自于接收裝置、傳播衛星信號、GPS衛星等。傳播衛星信號、GPS衛星所致偏差往往難以被消除掉，接收裝置所帶來偏差則可實施人為性的干預。實測期間，技術員需注重觀測時間合理選定，把接收裝置PDOD參數值把控于6.0范圍，盡可能將實測結果偏差所需，為定位精度提供保障。

3 結語

從總體上來說，憑借著GPS-RTK科學技術優勢，能夠實現效率化、精度化礦山實測操作，為今后更好地發揮GPS-RTK科學技術優勢，保證礦山實測效率與效果，仍然需專業技術員積累更多實踐經驗，有效把握GPS-RTK科學技術要點，為礦山實測精準度與效率提供保證。