GPS―RTK技术在矿山测量中的应用浅析

【摘 要】本文以GPS-RTK技术为研究对象，从GPS-RTK工作原理、技术特点以及运用要素分析几个方面着手，围绕矿山测量技术应用这一中心问题展开了较为详尽的分析与研究，并以此认证了GPS-RTK技术在提高矿山测量精度与扩大应用范围过程中所具有的价值和发挥的关键意义，以期为矿山测量推广应用GPS-RTK技术提供理论与实践参考。

【关键词】GPS-RTK技术；矿山测量；工作原理；技术特点；运用要素分析

1 前言

矿山测量是矿业生产与建设中较为重要的一个环节，其数据的准确性和可靠性关涉整个开采工程的进度与质量。从工作内容划分，矿山测量主要包括矿山控制测量、矿山地形测量、矿山工程测量和矿山地形图的编绘等一系列的工作。随着计算机网络和地理信息技术的不断发展，近年来的矿山测量已逐渐从传统的测量方法转向新的测量技术方法，其中GPS-RTK技术和CORSRTK技术是目前较为流行的方法。GPS-RTK技术在我国矿山测量中应用较广，而CORSRTK技术通用性相对较弱，虽然它比GPS-RTK技术更为先进，但所获得的数据稳定性还有待提升，因此运用较少。

2 GPS-RTK技术的工作原理及特点

2.1 GPS―RTK工作原理

RTK是Realtime Kinematic的简称，意为实时动态差分法，是GPS测量技术中较为

先进的一种测量方法，已广泛应用于电路规划、公路和铁路勘测、房产测绘和地籍测量等各个领域。作为GPS测量方法中的一种较为先进的测量技术，GPS―RTK主要由以下三部分组成：分别是GPS接收机、软件系统和数据传输系统。通过这三个部分的相互协作，GPS―RTK技术不仅可以实现厘米级的定位精度，同时还能将测算数据事实反映出来，改变了传统的快速静态、动态测量中需要对解算才能得出具体数据结果的状况，提高了工作效率。

一般而言，GPS―RTK构件中应包含两台GPS接收机，其中一台（称为流动站）用于流动接收地理信息数据，另一台（称为基准站）则用于采集可用卫星的的原始数据并发射无线电波。在两个接收机正常工作过程中，利用载波相位差分技术实时处理由这2个测站的载波相位观测量进行差分处理，实现了实地测量的三维定位。也就是说测量时通过对流动站接收来自基准站的观测值、坐标作息和流动站自身采集的GPS观测数据进行系统内的差分对比，从而实现了厘米级的精确定位。与传统测量方法相比，它大幅度提高了测量精确和提高了工作效率。

2.2 GPS-RTK的技术特点及运用要素

2.2.1 GPS―RTK技术的技术特点

GPS-RTK技术第一主要特点是其实时。如前所述，快速静态、动态测量等传统测量方法都必须根据测量数据进行后期处理，才能形成直观化的数据信息模型。但GPS-RTK技术却能通过实时差分处理而在瞬间完成测量数据的测算，形成可利用的数据信息。在此基础上，我们可以实现对测量数据的在地处理。由于该技术可以在瞬间完成数据处理，我们可以对测量的数据结果进行一个实地的核查，如果有偏差，还可以当场进行校正，提高了工作效率。

GPS-RTK技术的第二个主要特点是其操作较为简便，只需一人就可以驾驭整个测量系统，节省了大量人力物力。传统的测量方法需要2―4人才能开展工作，但该技术却可以在规范操作的前提下实现一人操作。只要测量人员根据系统要求进行踩点布置，同时根据相应的技术规范进行操作，就可以保证测量数据的准确性，提升测量质量。

GPS-RTK技术的第三个技术特点是辐射面广。我们可以通过设置几个流动接收站来形成点面结合的测量范围。与此同时，由于测量过程中不需要测量点之间达到通视的效果，因此，每个流动站的设置都可以分布到较广的范围，这就大大提高了测量的辐射面，减少了不必要地面行动。

2.2.2 GPS―RTK技术的应用要素

尽管上文我们已经分析了GPS―RTK技术的特点，明白了GPS-RTK技术的优势之处。但在具体的操作过程中，仍需要对一些要素进行合理布置，方能实现测算数据的高精度。

首先一个最重要的方面是基准站的位置安排一定要合理。其选址要素最好是在测算辐射范围的中心高地，最好是能够通视几个流动站的地点。同时，基准站所在位置不

能受到高压电等辐射较强的辐射源干扰。

其次是测量时间的选择一定要科学。GPS―RTK技术在测量过程中一直需要有卫星系统的支持。但是卫星系统的信号传输和定位在不同时段有不同的精准度。我们需要对卫星定位系统的工作周期有一个直观的把握，选择最利于定位和数据传输的时段进行测量，以保证测量数据的精准度。

第三是设备使用者必须具有较好的专业素质。GPS-RTK技术虽然可以实现人工的低成本化，但是在具体操作过程中，需要使用者必须具备专业的技术知识，方能驾驭其系统。其中包括使用者对系统基本工作原理的理解、对转换参数的具体调整、对具体工作环境所做的应变等方面。只有以上三大应用要素落实到位，GPS―RTK技术的精准度才能更好的发挥出来，真正实现测量的高质量。

3 GPS-RTK技术在矿山测量中的应用

矿山开采作为我国基础能源建设当中的重要环节，已经进入更加现代化的开采模式之中。与此同时，随着浅层矿山开采的深入，大部分的矿山所处的自然环境变得更为复杂，需要有更加强大的测量技术才能实现测量数据的精确化。此外，由于各地的地理环境不一，矿山测量时还需要根据大量的前期数据进行补测和修测，这也要求矿山测量行为成本降低。

在以上背景之下，GPS―RTK的应用可以说为矿山测量效率的大幅提升奠定了技术基础。首先，GPS―RTK技术对于矿区控制网的建立提供了强大的数据支撑。出于工程进度监控和矿区生产安全的考虑，每个矿区都必须建立一套整体控制网络。这就要求我们必须对矿区开采的进度进行精确化的监控。GPS―RTK技术一方面可以实现对每个开采点进行实时的定位监控，实现区域范围内的精确定位；另一方面，GPS―RTK技术还可以实现对各开采点与控制中心之间的距离数值进行实时监测，为构建其更为科学合理的开采系统奠定基础。

其次，GPS―RTK技术可以广泛应用于矿区工程的测量中。矿区工程测量历来是矿山测量的重中之重，但也是需要不断面对的一个基本难题。在地形、地貌复杂的山地或丘陵地区进行工程测量，需要有精良的仪器和精确化的测量技术，才能够达到事半功倍的效果。GPS―RTK技术实现了复杂地貌情况下的良好运作性能。一则该技术可以对矿山整体的开采进度进行一个数据化的测算，实现工程进度的可监控性；二则，对于工程施工现场所需的地形地貌、积水、断面等方面的信息，该技术都可以在最短时间内测算完毕，大幅提升测量的效率。

4 结语

GPS―RTK技术相对于传统测量方法具有明显的优势，例如测量环境和距离限制较小、能够实时测量空间位置的三维坐标等。但它仍存在很大的提升空间，这主要体现在设备性能和数据传输等方面，笔者认为通过技术改造和正确操作可进一步发挥GPS―RTK技术的优越性。

参考文献：

[1]王勇.GPS-RTK技术在大比例尺地形测量中的应用[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2011（02）.

[2]程广博，赵玉兰，董亚林等.GPS- RTK在矿山测量中的应用[J].山东煤炭科技，2009（01）.

作者简介：

李利军，男，1978年11月出生，山西大同人，大专学历，助理工程师，就职于大同煤矿集团雁崖煤业公司地测科。