GPS-RTK在资源勘查和矿山控制测量中的应用

摘要：笔者是一名矿业公司技术人员，在公司负责矿区的测量工作，现根据自己的测量实践数据，描述GPS-RTK的测量原理、测量方法、测量优势及不足。

关键字：GPS-RTK；资源勘查测量；矿山控制测量

中图分类号： TD1 文献标识码： A 文章编号：

测绘工作，随着科技的发展，工作方式也发生了新的变化。传统的测绘技术，外业作业量大，效率低且精度也低，费工费时，要求点间通视，精度分布不均匀，在外作业精度难保证。GPS-RTK技术改变了传统的测量方式，它不需要控制点就可直接测量和定点放样，比常规测量方式来说，有能够即时完成厘米级别的定位精度和视力不通的情况下远距离测量坐标。它不受天气和地形的影响，机动性很强；测量精度高，没有累积误差；需要的测量人员较少，工作模式简单。操作简便，定位的速度快，运用在测量技术上，效益很高。

1、RTP原理及测量方法

Global Positioning System ，简称GPS 即全球定位系统。它利用测距加交会的原理确定点位。GPS的卫星发射测量距离的入号及其导航电文都含有卫星的位置信息，GPS接收机能使用户在某些时候接受3颗星以上的GPS卫星信号，测量出测试P点到达3颗以上的GPS卫星距离，用以此计算出这个时候，GPS的卫星里的目标。利用交会的方法算出测站P点所在位置。

REAL Time Kinematir，简称RTK技术，即载波相位差分技术，它是实时处理两个测站的载波相位观量的差分方法。这个系配配置包括3个部份：

1）基准站接收机；

2）流动站接收机（流动站包括支持实时动态差分的软件系统）；

3）数据链；

基准站接收机假设在已知坐标的参考点位上，只要连续接收可视的GPS卫星信号，之后将测站坐标、观测值卫星跟踪状态、接收机工作状态通过数据链的形势发送出去。波动站接收到跟踪GPS卫星信号的同时，接收来自基准站的数据了解，通过支动中快速解求模糊度的OTF算法（on the fly算法）解、求、载波相位的整周模糊度，再通过相对定位的模型获取所在点相对基准确无误的坐标和精度的指标。一般RTK的测量精度能达到几个CM。

2、GPS-RTK技术在矿山控制测量中的作用

在矿山中，地形复杂，通视条件往往不能达到。没有条件利用全站仪等测绘仪器。因为GPS-RTK技术的运用，可以进行远距离操作。以一台GPS为基准站，将之架设在地形高的位置（方圆50米内不能有高压线与信号塔），将基准站架设成功，选择一个已知的点，作为控制点，设置移动站。称动站可为1台或数台，依条件决定。如果移动站设置好，使用“点放样”（点放样只需要输入放样点的坐标）或“线放样”进行工作。确定后，手簿屏幕上，就会显示该放样点的位置，同时，所在点离放样点的方向与距离在进行线段的放样时，需要同时截入两点坐标，一线线段在手簿屏幕上显示出来，通过参照提示，可以迅速找到放样点。

GPS-RTK在控制测量的时候，仪器能直接记录控制点的高程值与平面坐标。通过查看解算后，每一个控制点的垂直残差和水平残差，当平面与高程的误差小于1厘米左右时，可以进行记录。一般来说，通过20小时能满足于误差的需求。笔者通过实践数据证明，利用GPS-RTK进行控制测量，所得的测量中误差和平均值中误差能满足最弱的点位中，误差小于等于4厘米左右要求。（根据《地质矿产勘查测量规范》）

以传统的测量方法，对矿山勘测需要大比例尺地形图，矿山中不仅地形复杂，如果使用常规测量仪器来实测，不仅需要先布设图报点，而且需要在通视条件下进行测量碎部点。而GPS RTK技术对条件要求远远没有传统测量那般苛刻。不仅不需要必备的点间通视，只要精通理论，只要一个人，便可完全全部的测量操作要求。依笔者亲自测量，只需要一人背着仪器在要测的碎部上，停留数秒，并同时输入特征编码，通过电子手科学簿或便携微机记录，在点位精度合乎要求的情况下，把一个区域的地形地物点位全部测定后，就可由专业测图软件输入合乎要求的地形图。

3、GPS-RTK技术在矿山中的实例运用

笔者在河池地区工作，要求进入该矿山进行测量作业。该地区地形复杂，山高路险，交通工具不便。笔者无法使用传统测量方式测量，只好使用GPS-RTK技术。

笔者把以上传的矿图采坐标，然后根据地形在上面采15个点（如图），把整个矿区全部包含在里面，按C等点控制测量的规进行测量。

该控制网的布设，总面积478平方公里，15个C点等左右，该地区海拔400米至900米。

详情请参看笔者的GPS RTK测量图。

根据实例，可知RTS控制测量的流程可如图表示：

笔者通过GPS-RTS技术得到山区地形和工作所需要的数据。

4、GPS RTK的不足

笔者通过自己实际测量，能感受得到GPS RTK的巨大优势。但同时，它也有不足之处。GPS RTK的不足，不仅与传播途径有关的误差与接受设备的误差以外，还与卫星有关的误差相关，它要受到卫星通视与电台通信的影响。当没有足够的卫星数，接收不到基准站数据时（如高大建筑物、树林遮挡卫星信号，同时电台通信不良），GPS RTK将不能测出满意的数据，因其不能初始化。

在卫星的信号被中断、遮蔽、干扰，数据出现错误，GPS RTK无法自身检查、核对误差。

若基准站作业距离的影响距离太远，将进一步增强轨道误差，电离层误差与对流层误差也将增大，初始化时间也将憎大。

5、GPS RTK在资源勘查和矿山控制测量中需要修正的方向

由于GPS RTK在测量中，与传统测量方式相比，有巨大的优势，尤其是在矿山中，这样控制条件差的土地勘测，它将成为资源勘查和矿山控制测量中的主要办法。同时，它的不足之处也需要修正弥补。

GPS RTK如何解决全站控制点的问题，以及怎样配合全站仪。当GPS RTK受环境的影响，无法接受到卫星信息时，怎样用全站仪资源进行弥补？

如果将其它仪器的功能装载到GPS RTK的流动站上，怎样实现无法接受站点的间接定位？

如果将GPS RTK的功能组合安装到全站仪上，实现全站仪在通视良好的地方设站同时，GPS RTK进行全站仪不能到义的地方进行坐标数据的获取？

如笔者一般，单独使用GPS RTK进行测量，怎样将基准站放在较高且开阔的高处，流动站放到开阔平坦收视良好的地方，怎样能让GPS RTK迅速定位，曾加已知点的检查核对，怎样提高测点的精度和可靠性？

6、结 论

实际进行矿山控制测量，可以体验到GPS RTK技术给测绘工作带来了怎样质的变化。它改变了传统的测量方法，不再要求传统测量时的必备条件，且具有速度快、精度准、不需要太多测量人员的优点，降低了测量工作的难度。虽然存在种种问题，在精度和稳定性方面尚不及全站仪，然而，随着CORS参考站的建立，以及它自身技术的不断成熟，它能克服自身不足，取得更先进的测量方式,此后，该项技术将越来越多的服务于资源勘查、矿山控制测量的应用中。

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作者简介：胡锋伟（1983-），男，汉族，本科毕业，研究方向：测绘工程。