矿山勘查中GPS—RTK技术的应用

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摘 要：随着国家政策的改变，地质行业成为了现阶段热门行业，随之而来，一些和地质有关联的行业也不断崛起和升温，矿山测量是地质勘探和勘察中不可缺少的组成部分，因此测量技术也被大多数人所熟知，现在矿山测量中主要的测量技术是gps-rtk技术。就GPS-RTK技术的主要特点和工作原理及在矿山测量中的应用与检查方法做简单的论述。

关键词：GPS-RTK 矿山测量 特点 原理 检查

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-095-02

1 RTK工作原理

RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是测量技术发展里程中的一个重要突破，它由流动站接收机，数据链，基准站接收机，三部分组成。在基准站上安置1台接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差X、Y、H，加上基准坐标得到的每个点的WGS-84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）。

2 RTK技术的优点

（1）作业效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完5km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，每个放样点只需要停留1～2秒，就可以完成作业。在公路路线测量中，每小组（3～4人）每天可完成中线测量6～8km，在中线放样的同时完成中桩抄平工作。若用其进行地形测量，每小组每天可以完成0.8～1.5km2的地形图测绘，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。

（2）测量距离远，数据精度高。只要用户认真作业，规范操作，满足RTK的基本工作条件，在一定的作业范围内，信号好的时候，平面精和高程的精度都能达到厘米级，且不存在误差积累。

（3）RTK作业自动化，集成化程度高，RTK可胜任各种测绘外业。流动站配备高效手持操作手簿，内置专业软件可自动实现多种测绘功能，减少人为误差，保证了作业精度。

（4）简便、容易、查询方便。传统的测量方式，采集的数据无法查询，不能快速的发现错误，RTK则不同，可以通过手簿实时快速的查找到飞点和错误点，及时改正。

（5）人员少。GPS接收机仅需一个人操作，省去了以前全站仪测量需两人或者两人以上配合的繁琐测量程序，节省了人力和成本。

（6）全天候作业。RTK技术不要求两点间满足光学通视，只需要满足“电磁波通视和对空通视的要求”，因此和传统测量相比，RTK技术作业受限因素少，几乎可以全天候作业。

3 GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用

3.1矿山控制测量

传统的控制测量方式是由平面控制测量和高程控制测量组成的，出现了GPS之后，随着仪器精度越来越高，逐渐使这两种方法合二为一，同时进行，大大提高了生产效率，降低了成本，由于GPS地位精度高，选点灵活，无需通视，观测时间短成为了现在矿山控制测量的首选测量方法。

3.2变形监测

由于矿产资源的开采会导致施工现场地形的变化，有很多事故都是因为没有注意到微小的变化才导致的，施工现场地形的变化，严重威胁生产的安全，因此为了防微杜渐，定期的监测不可或缺。使用GPS-RTK技术监测矿山的变形，即快速又便捷，能够及时的对矿山进行变形记录，对危险程度进行评估，可以及时的纠正开采安全隐患，确保矿山开产安全合理的进行。由于GPS-RTK技术的无需通视，观测时间短，精度高使得此技术成为矿山变形检测的首选测量方式，由于GPS-RTK技术是靠卫星定位的，因此矿山隧道开采或者井下开采不适合GPS-RTK的应用。

3.3矿业权权属调查

由于矿山每年都在不停的开采，采掘面不断地延伸，有没有及时合理的定期检查。使得开采过界的现象时有发生，还有的相邻矿矿区距离很近，开采迅速，使得原有界桩和标志物损坏，矿与矿之间隔离带模糊，使得矿与矿之间经常因为矿界问题产生纠纷，因此全国实行了矿业权权属调查工程，权属调查主要有测量工作人员完成，把原有的矿界坐标点放样到实地位置，测量现有开采面的边界，埋设矿区控制点，由于绝大多数矿都是露天开采，所以GPS-RTK技术成了矿权核查中首选的测量技术，采取GPS-RTK与全站仪相结合的方法可以完成井下等矿山的核查。

4 RTK技术在矿山测量中的作业流程

4.1施工前的准备工作

主要包含以下几个内容：已有资料收集，联测国家控制点，做控制网，收集与填写矿山名称，求定参数或者工地校正，基准站的数据与流动站数据设定，人员与仪器配备，安全教育与技术培训等。

4.2实地踏勘

根据已收集的资料，如地形图等。到实地踏勘，对已收集到的资料进行初步验证，看看是否有变动的地方，根据踏勘确定控制网埋石位置，确定埋石路线。

4.3控制网观测

在进行控制网观测测量时，采用天宝R8 GNSS双频机进行静态观测。接收机严格对中、整平，天线高测前和测后在不同方向应各量取一次，量至毫米，两次差值小于3mm时取中数使用。观测数据直接记录到接收机内，设置截至高度角（即卫星屏蔽角）小于15度，星历采样间隔为15秒，观测时间均在90分钟以上。严禁在仪器附近使用对讲机及手机。GPS控制网采用边连接，每个网点至少有三条基线连接

4.4观测记录

记录内容：测站点及编号、接收机设备型号、观测起止时间、时段号、天线高。原始观测值均在现场记录，字迹清楚，不涂改，严禁观测完回到项目部再写。

4.5基准站点选择

（1）基准站应根据测区范围形状合理布设，必须控制和覆盖住测区范围。

（2）基准站附近不应有强烈反射卫星信号的物体，如高压电线，电视差转台，无线电发射台等。

（3）基准站应选取在交通方便，容易到达的地方、有利于埋石和观测

（4）基准站应埋设在地面基础好，稳固、便于保存的地方。

（5）基准站尽量建在有标志性建筑的附近，便于内业做点之记。

4.6 RTK施测与放样

放样程放样是测量一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，其中首选RTK技术最为简便，RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。

5 GPS-RTK技术在测量中注意问题

5.1选点

控制点要想保证测量的精度和效率，必须选在基础稳定，视野开阔，环境影响小，便于埋石，观测和保存，信号好，覆盖面全的地方。对于施工控制网，点位应选在方便施工的放羊处，并有足够的密度，保证使用时有较大的选择余地。对于变形监测网，参考点应选在变形区外的稳定处，目标点选在变形体上能充分反映变形状况处。

5.2埋石

标石有普通标石，深埋式标志，带强制对中装置的观测墩等类型，矿上测量上埋石一般选用深埋式标志，埋石的材料一定要符合规格，以便能够长久保存，同时还要现场人员跟随，以便日后使用能快速找到。

5.3收集和计算转换参数

转换参数是影响观测结果准确性的重要因素，在进行测量时，应当尽可能选用统一的坐标系，有助于成果提交，和当地坐标系统的比较，更好的确定测量区域内的测量地位置，精度提高。

5.4确定观测时段

PDOD值大的话，测量结果精度相对低，而PDOD的值大小和天空卫星的位置有关，选者接受卫星数的时段进行观测，得到的测量结果精度高，因此，观测时间的选择也尤为重要。

5.5仪器的质量和人员的水平

测量工程施工前，人员必须进行工作前的业务培训，合格后才能操作仪器进行生产。因此，在实际的测量过程中，应当采用抗干扰能力较强和精度符合要求的设备，培训合格的人员，来确保GPS—RTK技术的科学性与准确性。

5.6质量检查体系

为确保上交成果的合格和达标必须建立质量检查体系，测绘单位的质量主管负责人按照职责分工负责质量方针、质量目标的贯彻实施，签发有关的质量文件及作业指导；组织编制测绘项目的技术设计书，并对设计质量负责；处理生产过程中的重大技术问题和质量争议；审核技术总结；审定测绘产品的交付验收。测绘单位的质量管理、质量检查机构及质量检查人员，在规定的职权范围内，负责质量管理的日常工作。编制年度质量计划，贯彻技术标准及质量文件；对作业过程进行现场监督和检查，处理质量问题；组织实施内部质量审核工作。各级质量检查人员对其所检查的产品质量负责，并有权予以质量否决，有权越级反映质量问题。

6结语

RTK技术因其具有精度高，效率高，实时快速，全天候等特点，是矿山测量首选的手段和作业方法，相对于以前传统的测量方式，大大的提高了测量效率和精度， 随着GPS-RTK技术的进步和完善， RTK技术将在矿山测量中发挥不可替代的作用。

参考文献：

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