GPS-RTK技術在礦山測量中的應用研究

沈耀

摘 要 隨著我國許多行業的生產規模的不斷擴大，工業生產的效率也在不斷提高，許多生產環節都依靠現代技術的開發和執行來快速建立我們的現代基礎設施和生產框架。在采礦建設和采礦作業執行過程中，數據測量鏈接對于整個工作內容非常重要。但是，由于在露天和地下作為測量工作平臺時對采礦工作環境有特殊限制，所以確保生產的順利進行和生產的安全是一項較為復雜的技術。本文介紹了GPS-RTK技術在采礦研究中的實際應用，并分析該技術的優越性，以便勘測人員能夠更好地完成地雷勘測任務。

關鍵詞 GPS-RTK技術 礦山測量 應用研究

中圖分類號：TD17 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）02-0001-02

1 GPS-RTK技術概述

1.1 GPS技術概述

GPS是一個全球定位系統（英文全稱是Global Positioning System）。GPS的最初應用是在軍事系統中，但是很快就被廣泛應用于其他行業，并取得了良好的應用效果。

1.2 RTK技術概述

RTK是一種實時動態差異方法（英文全名是Real-time kinematic）。RTK是一種最近出現的相對較新的全球衛星定位測量方法，動態測量技術是其主要競爭優勢。在過去定位方法主要是靜態的，并且將測量固定在位置上，在RTK技術的發展和應用之后，在實際的測量過程中，使用了更多的動態測量方法來提高被測物體的精度。

1.3 GPS-RTK技術概要

GPS-RTK技術是由GPS技術和RTK技術構成，隔離GPS技術和集成GPS-RTK技術之間的最大區別是它們具有靜態和動態數據，后一種數據相對更為準確。

2 GPS-RTK技術在礦山測量中的實際應用現狀

在過去的礦山勘測工作中，大多數技術人員都使用傳統的控制和測量技術、方法或工具，例如大地測量，工程勘測中使用的絲網方法等，傳統的技術方法非常耗時，并且數據不準確，以后處理時會造成很多麻煩。隨著目前GPS-RTK測量技術的不斷飛速發展，用于數據測量的各種數據動態標準也在不斷更新，逐漸明顯突出了目前GPS-RTK測量技術本身的數據動態測量優勢，并在不斷改進戶外自動采礦機的測量工作過程。可以明顯看出，GPS-RTK勘測技術的廣泛應用在實際用于礦山測量勘測、降低礦山運營管理成本、提高礦山測量管理效率、促進該領域的進步與發展方面具有現實意義。

2.1 礦山測量工作所要達到的標準

在實際應用工作中，礦山作業勘測勘查工作的測量標準比較嚴格，應用s-GPS-RTK等等技術設備進行勘測工作后，技術人員不僅可以準確地及時觀察和找到已經測得的礦山坐標在現場的準確位置，從而大大提高了礦山采礦勘查作業的測量準確性。此外，通過同時布置多個自動測量點并同時執行多個自動測量，可以有效減少測量來自儀器周圍環境的各種干擾源對測量信號的直接影響，并可以使我們測量到的數據更加合理。

2.1.1 GPS-RTK技術的優勢

首先，基于GPS-RTK技術的地雷勘測工作顯示的數據更準確;其次，由于該技術具有動態特性，勘測工作效率更高。

2.1.2 測量點的布設標準

GPS-RTK技術的地雷勘測操作過程必須通過放置多個測量點來完成，以減少測量誤差。

2.2 GPS--RTK技術的信號傳輸過程

使用GPS-RTK技術進行地雷勘測時，信號傳輸是主要的測量原理。通常情況下，一些信令基站和移動站需要安裝在雷場中。為了有效避免干擾信號的正常傳輸，有必要考慮消除信號周圍環境條件中的其他干擾源。在操作過程中，基站對于流動式電站的一個信號脈沖傳輸控制過程由一個脈沖輸入信號電路提供。GPS-RTK相關技術的實際應用集成過程的相對穩定性是直接影響當前GPS-RTK相關技術實際應用的重要因素。

2.3 電力供應給GPS-RTK技術的戶外操作帶來影響

為了在當前的礦山勘測過程中實際應用GPS-RTK技術，GPS-RTK技術是在電力中實現的，因此需要有效的電能協作。在正常情況下，進行戶外測量需要足夠的電能。在實際的礦山勘測工作中，通常會施加環境約束，尤其是在偏遠的山區環境中，并且很難確保長期供應電能。為避免因電力不足而應用GPS-RTK技術，應配備大容量蓄電池等設備，以確保礦區測量工作的順利完成。

3 GPS-RTK技術優越性

1.具有實時性能，這在一般測量設備中是不可能的，放樣精度可以達到厘米級。

2.RTK測量任務效率高。比較和分析相關數據的結果，可以看出，GPS-RTK測量的效率是傳統水位測量的2到4倍。GPS-RTK的人力和資本投資相對較小，常規測繪方法所需的人力和設備約為GPS-RTK測繪方法的三倍。

3.GPS-RTK測量結果在野外觀察期間實時提供，因此可以在野外檢查數據，這超出了常規測量的范圍。

4.GPS-RTK測量可以實現快速、高精度，并且可以無障礙地重新采集和測量衛星[1]。

5.通過安裝基站，一個人可以同時操作整個系統或同時安裝多個移動臺，從而大大提高了效率。GPS-RTK的測量準確性主要取決于整個GPS測量系統、RTK測量設備的實際測量使用環境以及不同用戶的測量級別和實際使用習慣情況。只要操作嚴格符合規格，就可以充分保證測量質量。

4 影響GPS-RTK測量精度的要素分析

4.1 基準站的選擇

（1）基準站應設置在已知坐標處且坐標準確，而未知點處條件應更好。

（2）基準站的放置位置應具有較高的地形、無障礙的能見度和良好的射程，最好在照射區域的中心區域。

（4）基站無線電站天線應位于GPS接收器主機的北部，以避免在衛星的北極和南極附近出現空地。

4.2 轉換參數

GPS-RTK測量WGS-84坐標系中測量點的位置，實際工作中使用的坐標系通常是1954年的北京坐標系。由于每個地方的位置參數不同，兩個坐標系的坐標也非常不同，并且在某些采礦區域中，這種差異可以達到數百米，并且方向也可以旋轉。考慮到這一點，進行GPS-RTK測量時，首先需要確定整個礦區的基準轉換參數。在GPS-RTK測量過程中，參考轉換參數對GPS-RTK測量結果的準確性有重要影響。如果參考參數的誤差太大，則無論觀察的質量如何，其位置的精度也將非常差。

4.3 觀測時間的選擇

GPS測量使用接收器接收衛星廣播的信息，以確定一個點的三維坐標。GPS衛星、衛星信號傳播過程和地面接收設備中會出現測量結果錯誤。在這些錯誤原因中，用戶無法消除CPS衛星和衛星信號傳播過程中的錯誤。用戶僅使用GPS接收器，因此在實際工作中，他們需要進行衛星星歷預測，并且在觀察期間，他們需要選擇一個合適的觀察周期，以使GPS接收器的PDOD值小于6，這對于定位是必需的。

4.4 儀器設備和設備使用者的影響

同樣，GPS-RTK測量設備、設備性能和抗干擾能力方面的差異也會影響GPS-RTK測量的準確性。此外，由于設備的用戶不同，因此，操作員的技能水平、工作經驗、故障排除方法以及在測量過程中使用軟件系統的熟練程度將直接影響GPS-RTK的定位精度。因此，研究人員有必要在實際觀察之前進行技術培訓，以提高實際工作的效率。

5 GPS-RTK技術在礦山測最中的應用策略研究

GPS-RTK技術在采礦環境中的實際過程不僅允許精確獲取厘米級定位數據，而且還突出了GPS-RTK技術的實際應用優勢。而且是傳統單GPS技術的突破。在多種多色測量模式中引入新的操作技術，包括礦山勘測，注入更多能量并在一定程度上進行改進。采礦測量的效率為行業規模帶來了機遇。

5.1 對GPS-RTK技術的合理操作流程進行分析

5.1.1 針對控制點的操作分析

對于基于GPS-RTK技術的地雷勘測工作，首先確定地圖路線控制點在勘測區域中的特定位置，然后將全站儀放置在地圖路線控制點，以促進數據信號的有效傳輸。可以配置經緯儀進行地雷勘測，并將其與小塊板進行勘測。

5.1.2 測圍環節的改進策暗

隨著采礦測量工作流程的不斷成熟，已經開發出用于室外工作的全站儀和電子手冊以支持地面物體編碼，使用大型標尺制圖軟件進行制圖，并且最近已提高了野外作業電子平板測繪的準確性。簡而言之，考慮到采礦環境的性質以及礦山勘測的各種條件和局限性，很難在測量站中實現用于測量周圍地質環境的信號點，并且這些信號點可以在操作期間連接。由于電臺發射信號，因此很容易引起電弧、起火等。

5.2 礦區工程測量的應用

礦區的工程研究工作一直非常重要，并且一直困擾著煤礦的工作者。由于大多數工作區都是山區和丘陵地帶，森林覆蓋率很高，國家控制點的密度相對稀少，可見度條件也很差。因此，傳統測量方法的效率和準確性難以滿足礦區T.過程測量的要求。除上述應用外，GPS-RTK技術還可用于礦山中的許多其他工程勘察，它可以補充現有測量的效率。在礦區中使用GPS-RTK技術動態測量煤礦地下定居區的面積，調查并繪制礦區的地形圖，測量縱向和橫截面并在鉆孔中進行設置。

6 結語

作為瞬態電涌和保護器，SPD不僅要注意保護效果，還要注意其自身的安全性能。如果選擇的產品具有相同的保護效果，則優先選擇安全性能良好的產品。產品性能要求應從保護、安全性能、壽命特性等方面綜合考慮，不應過分追求其他方面。

參考文獻：

[1] 程廣博，趙玉蘭，董亞林，等.GPS-RTK在礦山測量中的應用[J].山東煤炭科技，2009（01）：4-6.

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