RTK 技術在金屬礦山測量中的應用研究

陳其明，葛占東

（1. 福建省政和縣源鑫礦業有限公司，福建 南平 353600 ；2. 山東黃金礦業（玲瓏）有限公司，山東 招遠 265406）

隨著我國經濟的發展，我國工業化進程不斷加快，在經濟發展中對于金屬資源的需求量越來越大，為了滿足日益增長的金屬需求，冶金行業一定采取有效措施提升金屬礦山開采效率，在開采礦山前，要做好準確的測量工作，這樣可以快速的發現金屬礦產的儲存位置。為了更合理的開展金屬礦產開采計劃，要對現有的礦產儲量做好調查和整理，便于后期的統一規劃開采。在這個過程中就需要提升金屬礦山測量工作的準確性，確保測量的結果與實際相符，便于后期金屬礦產的開采。金屬礦山測量工作是一項系統、復雜的工作，在這個過程中周期較長，需要測量人員長期在野外惡劣的環境下開展測量工作，當前主要應用的測量技術就是GPS 和RTK 技術，利用先進的衛星定位儀器對實際的礦產位置進行測量定位，最終形成準確的金屬礦產分布圖。在開展金屬礦產測量工作的過程中，由于測量過程較為復雜，所以其受影響的因素較多，操作人員、測繪儀器、測繪技術和測繪周邊的環境都會影響測繪精度，為了控制好測繪質量，提升測量精度，要針對這些影響因素加強控制，進一步提升金屬礦產測量水平，促進我國冶金行業的發展[1-3]。

1 RTK技術簡述

近年來，隨著我國工業化進程的加快，我國對于金屬礦產資源的需求量越來越大，這就給冶金行業提出了更高的要求。在金屬礦產資源的勘查過程中，主要是利用測量技術對金屬礦產地區的地形和地貌進行測量，便于后期制定金屬礦產的開采方案，這樣可以做好統一的開采方案，提升金屬礦產的開采效率，所以金屬礦山測量技術在金屬礦產開采中發揮了重要的作用。在當前的金屬礦山勘查和測量中，常用的技術就是RTK 技術，這種技術主要是分析兩個測量站點之間的載波相位分叉，然后通過自動化的計算功能對測站點和待測點之間進行測量，這樣可以得到待測點的三維坐標，測量原理如圖1 所示。由于RTK 技術可以基于測站基點對測量精度進行不斷的修正，提升了測量的精度。在金屬礦區進行測量時，其操作簡便，適用于各種環境，被廣泛應用到金屬礦山測量中。伴隨著我國科學技術的飛速發展，RTK 測量技術也在不斷完善，提升其測量效率，保證測量精度，能將測量誤差控制到厘米級別，進一步推進RTK 技術在金屬礦山測量中的應用。

圖1 RTK 技術測量原理

2 RTK技術優勢

當前，在我國金屬礦山測量中主要使用的測量技術就是RTK 技術，這種技術之所以能備受推崇，是因為它在實際的應用中具有以下優勢。

2.1 適用性較高

對于一些傳統的測量方法，在周邊環境較為良好時使用起來還是較為方便，但是對于金屬礦山的測量而言，金屬礦產的位置一般在山澗和洞穴附近，周邊的地質環境較為惡劣，傳統的測量方法使用起來較為復雜，需要耗費較多的時間，并且其測量精度也得不到保證；RTK 技術利用測站基點和待測點之間的信號反應，可以對金屬礦產位置進行測量，這種測量技術不受周圍的環境約束，只要信號不受干擾，就能順利測量出待測點的三維坐標，并且保證測量結果的精度。正是因為RTK 技術有這種不受環境約束的優點，所以在金屬礦山測量中應用廣泛。

2.2 測量準確性較高

對于一些傳統的測量方法，主要使用的測量設備需要人為復雜的操作過程，在測量過程中，測量的結果和精度受測量人員的影響因素較大，這樣就很難通過控制好設備的精度保證測量結果的準確性，所以傳統的測量方法在野外金屬礦山測量中應用較少。而使用RTK 測量技術進行礦山測量時，在測量過程中幾乎不需要操作，只需要將信號接收桿放到指定的位置就可以測量出待測點的三維坐標，這樣可以避免人為操作不當導致的儀器誤差，可以進一步提升測量結果的準確性。

2.3 測量效率高

結合上文的內容我們可以知道，RTK 技術的測量原理是測站基點與待測點之間的載波信號分析來完成測量，所以這種測量方法的自動化程度高，對于數據處理和分析的能力較強。在測量過程中，只要待測點與測站基點的距離不超過10km，就可以完成范圍內的測量工作，這樣減少了重新建站的次數，提升了測量的效率。另外RTK 技術的測量過程較為簡單，并且內部的軟件可以對待測點的三維坐標進行記錄，事后在導入到圖紙中，這樣就顯著提升了測量效率。

2.4 便于操作，數據處理能力強

由于RTK 技術可以與當前的信息技術和各類軟件聯合使用，這樣可以進一步提升RTK 技術的自動化程度，在儀器內部安裝強大的數據處理和分析軟件，可以在測量過程中對測量數據進行記錄和分析，并進行長時間的保存。在完成測量工作后，可以將儀器內的數據導入到電腦和其他設備中，可以實現數據的傳送。有些先進的RTK 設備可以直接將數據處理好再導入到工作人員的電腦中，這樣可以直接簡化金屬礦山地質測量成果整理過程，提升金屬礦山的開采效率。

3 RTK技術在金屬礦山測量中的應用

在當前的形勢下，我國對于金屬礦產資源的需求量越來越大，這就對我國的冶金行業提出了新的要求。在金屬礦產勘查和開采的過程中，金屬礦山的測量是非常重要的前期工作，通過精準的測量可以確定金屬礦山的整體位置，然后根據實際情況制定合理的開采方案，這樣可以保證金屬礦產資源按照計劃開采，不會出現盲目開采和多度開采的情況，所以要重視RTK 技術在金屬礦山測量中的應用。在實際的應用中，RTK 技術主要有以下四個方面的應用。

3.1 地形測圖

在金屬礦山的地質勘查過程中，人們通過勘查技術可以大概確定金屬礦產的額儲藏位置，然后將礦產的實際位置反映到圖紙中，這樣便于計算機的數據信息分析和處理。在進行金屬礦產地形測圖的過程中，就需要應用RTK 技術對礦產的邊界碎部點進行測量。在測量的過程中，首先要建立好衛星基站，利用基站點與待測點的信號分析來對待測點的三維坐標進行計算，由于RTK 技術自動化程度較高，只需要一名工作人員手持信號接收桿就可以對待測點進行測量了。在測量的過程中，為了合理的區分各個點位的不同，可以對待測點進行編號，然后按照編號順序將待測點一一測量并記錄到儀器中，對于不同的礦產儲存位置可以進行不同的編號，在測量完成后，儀器設備可以利用自動化的數據和信息分析功能對已經測量的點進行歸類，這樣可以快速生成礦產地形圖，提升了測量的工作效率。礦區的地形圖可以給工作人員使用，利用圖紙的信息可以進行方案制定、開采過程分析等，這樣可以提供給工作人員更多的信息，加快了整個金屬礦山測量和開采的效率。

3.2 施工放樣

在金屬礦山開采的過程中，需要按照制定好的開采方案施工構筑物和挖掘礦山，在這個過程中，需要利用RTK 技術進行施工放樣。由于施工放樣是將圖紙上的點位定位到實際的地形中，其放樣精度直接關系到了后期的開采質量，所以一定要控制好放樣的精度。在應用RTK 技術放樣時，一定要進行測量復核工作，保證放樣工作的準確性。具體的放樣過程就是將圖紙內需要定位的點坐標輸入到儀器中，然后按照儀器提示的信息前后左右移動到制定的位置，做好標記，就可以完成點的放樣工作。做好放樣工作，可以便于后期構筑物的施工和礦山的施工。

3.3 礦區地面形變測量

現階段，在進行礦區地面變形測量的觀測工作中，一般會使用的方式是預先布置礦區形變觀測點和基準點，并由兩者組成相應的地面觀測網，對地面的變形狀況進行實時檢測。在金屬礦區對地面的形變狀況進行測量，主要是為了制定動態的礦區地面水平位置、高程的表征，并通過和相鄰位置的數據比較，以此獲取到礦區的地面沉降量和水平位移數據信息，這種方式不僅使得測量的數據更加精確，而且還提高了工作的效率。

4 RTK技術在金屬礦山測量中存在的不足及其解決辦法

當前，在應用RTK 技術進行礦山測量時，由于RTK 技術的測量原理是分析衛星信號來得到具體的坐標信息，所以RTK 測量工作主要受信號干擾的影響，隨著測量作業范圍的不斷增大，信號逐漸衰弱，這也會影響測量結果的準確性。下文我們針對RTK 技術在金屬礦山測量中存在的不足進行了具體的分析，并提出了解決辦法[4]。

4.1 衛星系統影響信號傳輸

某一確定的時間段某一個地區可能不好被衛星覆蓋，容易產生假值。另外在一些特殊的地方，衛星信號被遮擋時間較長，使一天中可作業時間受限制。白天中午受電離層的干擾，共用衛星數少，如果接受信號的衛星數量小于5 顆，則無法進行測量，這樣嚴重降低了測量工作效率。為了有效解決衛星系統信號受影響這一問題，我們要注意開展測量工作的時間，并且盡量選擇良好的天氣開展測量工作，降低衛星信號對于測量工作的影響。

4.2 測量范圍有限

RTK 數據鏈傳輸易受到障礙物干擾，在傳輸過程中衰減嚴重，嚴重影響外業精度和外業半徑。另外，當RTK 作業半徑超過一定的距離時，測量結果誤差超限，所以RTK 的實際作業有效半徑比標稱半徑小很多。為了有效解決這一問題，我們可以對金屬礦山進行合理的分區，盡量將測量工作范圍控制在標稱范圍半徑的2/3 內，這樣可以避免信號衰減對于測量精度的影響，保證測量工作的順利開展[5]。

5 結語

綜上所述，伴隨著我國的信息技術不斷發展，我國的測量技術也發展迅速，各種新的測量技術和測量設備被廣泛應用到各行各業中。為了提升我國的金屬資源開采量，滿足當前不斷增長的工業化需求，要做好金屬礦山的勘查和開采工作，尤其是重視金屬礦山的測量工作，要深入分析當前廣泛應用的RTK技術，意識到其應用優勢。在實際的金屬礦山測量中，合理的應用RTK 技術提升測量效率，保證測量精度。結合當前實際應用RTK 技術中存在的問題，采取有效的措施進行解決，這樣能進一步提升RTK 技術測量水平，推進RTK 技術在金屬礦山測量中的應用，從而促進我國冶金行業的發展。