GPS―RTK技术在矿山测量中的应用分析
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摘要：在矿物开采工作过程中，测量发挥着至关重要的作用，随着计算机技术、网络技术的不断发展，矿山测量已经逐渐由传统测量方法转变为技术测量。本文主要对gps-rtk技术进行介绍，研究其在矿山测量中的应用。
关键词：GPS-RTK技术；矿山测量；应用
在矿山建设和采矿作业中，测量发挥着举足轻重的作用，它为矿山的规划设计、勘探、生产等方面提供了相关的数据和图纸。矿山测量由于其工作平台的特殊性，地面和井下不仅要为生产建设服务，同时也提供相关信息以保证生产安全。
一、GPS-RTK的构成部分和原理
1、软件系统：其能够对实时动态测量的功能以及质量起到支持作用，同时还可以有效地保障准确、可靠的测量结果以及可行的实时动态测量，因此具有十分重要的作用。
2、数据传输设备：又被称作数据链，用户设备的接收机以及基准站的无线电发射台共同组成了数据传输设备。其主要是以流动站与基准站之间数据的传输速度、环境质量以及距离等作为依据，科学合理地选择其功率以及频率。
3、GPS接收设备：因为双频观测值除了具有较高的精度之外，同时在对整周未知数进行计算的时候还具有快速准确的特点，因此双频GPS接收机在流动站以及基准站上都有所涉及。如果基准站服务于数量较多的流动站，那么就要选择与流动接收机的最高采样率相同的接收机采样率。
4、GPS―RTK测量技术的工作原理
GPS-RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统，其组成部分包括基准站、流动站、数据链。基准站上GPS安置接收机，对所有可见的GNSS卫星进行连续观测，并将其所观测到的数据，通过无线电传输设备实时地发送给流动站。流动站上，GPS接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据动态相对定位原理，实时解算观测数据，并在流动站手簿上显示三维坐标及其精度。
二、在矿山测量当中GPS-RTK技术的具体应用
1、放样工作
通常情况下，区域放样是先控制再碎步的过程。在利用GPS-RTK技术开展放样工作的时候，一定要结合测量区域的控制点情况，设计相应的观测规划，严格按照相应的设计要求进行放样，一直到满足矿区放样精度要求为止。RTK用于校正的控制点坐标一定要保证相对准确，并且相应大地坐标也要相对准确。在放样工程点的时候，校正点一定要保证数量足够、范围合理、点间关系符合地域性。在采用此种技术进行放样的时候，主要包括两种方式：点放样、线放样。在进行具体放样的时候，需要将设计点坐标输入电子簿中，之后在场地中进行走动，结合GPS接收机的显示情况，明确放样点位置。此种测量技术可以进行坐标的直接放样，具有精度高、操作简单等特点，在矿山测量实践中，不仅可以提高测量工作效率，还可以完善测量指导工作。
2、建立和使用矿区控制网
控制点之间相互通视是常规控制测量的要求，但是其具有不均匀的精度以及较为复杂的作业程序。在进行控制测量工作的时候对GPS-RTK技术予以应用能够将定位结果迅速得出来，并且还可以对定位精度予以明确，从而使作业效率得到了极大地提升。GPS-RTK技术的运用能够使矿区控制网的要求得到充分地满足，GPS控制网如果在几个点同时运用就能够将一个完整的矿区覆盖起来。而且GPS-RTK技术还具备厘米级的精度，所以在矿区进行控制网的布设过程中运用GPS-RTK技术除了能够满足规范的精度要求之外，同时还具备省时省力以及快捷方便的优势。
3、对坐标转换参数进行求取
要想使原始大地的经纬坐标系统能够在GPS-RTK技术当中向着当地坐标系统的形式进行转换，就应该先将坐标转换参数计算出来。在这个过程中需要建立不少于三个的高精度的当地坐标值，然后才能够将坐标转换参数求取出来。利用GPS-RTK技术就能够将坐标转换参数快速的求取出来。
4、测量矿区地面形变
对地面点的高程以及水平位置等在不一样的时间段进行测定，然后在对比分析测量之前的数据，最终将地面点位的下沉值以及水平位移等数据得出来，这样就能够将科学的依据提供给变形的分析和预测工作。通常都会采用地变形监测网的形式来完成这项工作，首先将形变观测点以及基准点布设在矿区地面，然后通过对全站仪的运用将监测网的角度以及边长测定出来，采用水准仪针对测点间的高差进行测量，最终将监测网点的高程以及水平位置计算出来。在矿区地面形变测量工作中采用GPS静态相对定位技术，可以利用多项式曲面拟合、坐标转换、数据处理以及实例的计算分析等方式取得良好的测量效果。
5、测量矿区工程
作为测量工作中的一项重要任务，矿区的测量工作同时还是一个难点。这是因为很多工作区域都属于丘陵区以及山区的地貌，往往具有较差的通视条件、较高的森林覆盖率以及比较稀疏的国家控制点密度。所以采用常规的测量手段进行矿区工程的测量往往很难使矿区工程测量的效率以及精度要求得到满足。然而GPS-RTK技术不仅可以在上述的测量当中进行应用，同时还可以广泛的应用于其他的工程测量当中，并且可以对在效率和精度方面常规测量的不足进行弥补。在矿区的测量工作当中，GPS-RTK技术可以很好地完成钻孔的放样、测绘矿区地形地貌图、露天采场工作量验收以及纵、横断面图的测量等工作。
6、采剥现状与地形测量
在采用传统方法对其进行测量时，需要对建立一些待测区域的控制点及图根点，并将这些点标注于工程现已掌握的各种图纸资料中。此后，随着科学技术的发展，工作中逐渐的用然全站仪和电子手薄配合地物编码的形式对这种测点记录进行了改良。虽然方便了大比例尺的测量工作的开展，但在作业的过程中，极易由于个别控制点的破坏导致返工，这也是非常不利于提高测量效率的。而RTK技术的出现就恰恰的避免了这些问题，因为RTK技术的覆盖范围广，所以一个测量点就可以满足了以10多公里为半径的测区的测量要求。不仅避免了返工问题，还减少了由于控制点的转移和重设以及重复导致的各种精度偏差。
7、土方工程量验收测量
用GPS-RTK在采场测量，如果信号好的话每2s-4s能完成一个点，精度能达到2cm―3cm，GPS还能配合成图软件形成管理一体化数据链，减少数据转抄、输入等中间环节并实现CASS制图数字化。非荫蔽矿区可考虑建立单基站CORS系统实现无人值守，用VRS技术提供GPS实时测量数据服务，满足采沙场、采石场等露天矿山工程测量等动态项要求且连续可靠。
结语
实践证明RTK测量技术给现代矿山测量带来了重大的技术变革，大大减轻了矿山测量工作者的劳动强度，相信在未来一段时间内，必将给矿山测量带来便利。同时，随着矿山测量技术的不断发展和煤炭需求量的增加，矿山测量的手段和仪器都将不断更新换代，现阶段比较先进的GPS―RTK技术必定被更高水平的测量技术所取代，矿山测量一定能够实现测量精度更高，测量效率更高，测量工作量大大降低。
参考文献：
[1]张应学。GPS在矿山测量中的工作原理及应用分析[J]。中国新技术新产品，2010
[2]乔永利。GPS―RTK在矿山测量中的应用研究[J]。科技传播，2011（01）