GPS RTK技术在铝土矿生产探矿中的应用

【摘要】GPSRTK具有定位精度高，无须通视、测量时间短，作业范围广等优点。本文通过在某矿区应用RTK技术结合全站仪进行生产探矿作业，大大提高了测量精度与工作效率，更好地为矿山生产服务。

【关键词】GPSRTK；控制网；精度

1　概述

目前在露天铝土矿生产探矿中，由于作业半径大、作业环境复杂，使全站仪测量在生产探矿中的应用受到了一定限制，GPS　RTK技术经过近20年的发展，其应用日趋成熟、广泛，由于具有全天候、无须通视、定位精度高、实时定位等优点，使GPS　RTK更广泛应用于矿区控制网建立和矿区探矿井位的施放、测量。本次作业探矿区域地处山区，地形复杂，树木众多，给此次作业带来一定的难度，以现有的资料成果和作业设计要求，严格执行GPS测量规范与探矿设计标准，采用了GPS布设控制网，用GPS技术直接放样、实测井位。

2　RTK技术

2.1　定位原理

RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，系统主要由基准站、流动站（一个或多个）及数据链三个部分组成，一般情况下，基准站设在具有已知坐标的高等级控制点上，连续接收所有可视卫星信号，并将测站点坐标、天线高、载波相位观测值、伪距观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态等参考信息通过数据链发送给流动站，而流动站在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过差分处理解算与基准站之间的三维坐标增量X、Y、Z，由此计算流动站的坐标。

2.2　网形设计

本次探矿作业范围地处山区，地形复杂，给作业带来一定的难度，本次网形设计在作业范围内依地形均匀布设多个控制点，与原有高等级控制点组成了多个大地四边形，为进一步进行的碎部施工放样测量提供了依据。见下图1：

2.3　观测要求

2.3.1　同步观测的可见卫星数和卫星分布因子对观测成果精度影响大，可根据卫星预报表安排作业。

2.3.2　基准站站点尽可能布置在较高的位置上，同时应避开高压线和无线电发射塔等强电源的干扰，远离大面积水域，避免多路径效应的发生。

2.3.3　由于现场作业环境广、山区地形复杂、树木茂密，因此选用功率大的电台作业，使得基站的信号接收和发送增强，保证作业精度要求。

3　外业测量

3.1　外业施测阶段我们使用华测双频X91仪器，时间选择在早上，以减少卫星高度角的影响，在选好的基站点上支架好仪器，连接好各部件后进行开机检查，查看接收机信号灯、天线、电缆、电池等是否正常，查看接收机接收的卫星数量、锁定卫星快慢、接收信号强弱及信号失锁情况，待移动站与基准站进行联网得到固定解后开始进行作业。

3.2　在已设置好的网形中对各控制点进行施测，在高等级的已知控制点上等待一段时间待锁星稳定后，设置测量方式为测量多次取其平均值为最终测量坐标，各控制点测量完毕后进行基线解算，与网平差各项精度满足规范要求后可进行图根控制测量，作业区域内全站仪与RTK配合使用测量其井位与标高，提高工作效率。

3.3　井位施测是在老井位基础上加密布设的，以25ｘ25米方格网在小比例尺地形图上布设井位，依设计坐标通过GPS　RTK在实地放样出来，在地质人员对井位进行挖掘探矿作业完成后，通过RTK对井位的三维坐标进行数据采集，采集成果结合地质人员的探井数据成果即可得出井面、井底的绝对高程，为进一步的采矿作业提供技术支持。

4　精度分析

在GPS测量工作完成后，为了检查GPS　RTK技术测量成果的精度，与常规测量方法做对比，我们选择在区域内1144-1164之间布设一条附合导线，用全站仪TOPCON　7501进行测量，高程按对向三角高程计算，经简易平差，各项限差满足《城市测量规范》的要求，然后用RTK复测，结果对比如下表所示：

从表中可以看出，点位平面误差和高程分量误差绝对值均不超过5cm，RTK测量数据用于图根测量时能够达到一级导线的精度要求，所以GPS　RTK可以在测量作业中进行图根加密测量和碎部点测量，精度满足测量作业要求。

5　作业中注意的问题

GPS　RTK测量在铝土矿生产探矿中已被广泛使用，在实际作业中还应注意以下几个方面。

5.1　选择基准站时要考虑距离和“视场”，一般基准站选择在靠近测区中央、位置较高的地方，在测区内地形复杂、树木众多的情况下选择大功率电台作业。

5.2　作业时间上尽量选择早上或下午作业，避开中午卫星高度角对测量精度的影响。

5.3　在不失锁的情况下，获得固定解只需1-2S时间，否则要8-15S时间。如果周围树木众多，有高大建筑，存在强电流或发射性强的大面积水域等反射物，有时会出现解算时间较长甚至无法获取固定解。

5.4　测量员在进行测量作业时，如果屏幕显示不是固定解就记录数据会使测设点的精度降低，甚至出现错误；如果接收机天线未保持垂直，测设的成果就不可取，人为地降低了测设点坐标精度；如果电瓶电量不足，也会降低流动站测设的坐标精度和可靠性。

5.5　求取转换参数联测的控制点尽量采用已建成的国家高等级GPS点、三角点或在一个控制网内经过统一平差的GPS点，数量要尽量多且分布均匀；仔细检查坐标转换栏的残差值，看其数据是否在规定的允许范围内。

6　结语

本次生产探矿作业所在地区地形复杂、地势起伏大、植被茂密，利用传统全站仪建网作业势必工作量繁重，而利用GPS　RTK作业直接对布网的井位进行测量，解决了通视难的问题，减少了工作量，缩短了工期，节约了工程成本，取得了良好的经济效益和社会效益。