郭建勇

(靈寶金源礦業(yè)股份有限公司，河南 靈寶 472500)

1 GNSS RTK 測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介

GNSS RTK 就是載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)。主要有基準(zhǔn)站和移動(dòng)站兩部分組成，基準(zhǔn)站主要包括RTK 主機(jī)、中極電臺(tái)，移動(dòng)站主要包括RTK 主機(jī)、電子手薄。使用時(shí)把電子手薄分別與移動(dòng)站和基準(zhǔn)站信號(hào)鏈接，移動(dòng)站實(shí)時(shí)接收衛(wèi)星三維定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，同時(shí)接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)恼`差改正數(shù)，完成精確定位工作。它為測(cè)量工作提供了很大便利。

2 GNSS RTK 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

2.1 外界因素及作業(yè)條件要求低。和我們以前全站儀的測(cè)量方法相比，GNSS RTK 技術(shù)不受季節(jié)、氣候等因素的影響，可全天候進(jìn)行野外測(cè)量工作;兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間只要求滿足“電磁波”通視即可。

2.2 測(cè)量精度高。只要能夠滿足RTK 的基本工作條件，RTK 的精度都能達(dá)到厘米級(jí)或毫米級(jí)。而我們以前使用的全站儀測(cè)量方法，都會(huì)存在“人為、儀器、外界”等三個(gè)方面影響測(cè)量精度的因素，根據(jù)我們長(zhǎng)期測(cè)量工作經(jīng)驗(yàn)和多個(gè)測(cè)量項(xiàng)目成果誤差計(jì)算分析，不論所使用的全站儀多么精密，進(jìn)行多少次反復(fù)觀測(cè)，精度的提高都是有限的，都會(huì)有誤差，其誤差會(huì)隨著測(cè)站的增加和距離的延長(zhǎng)進(jìn)行傳播。而且測(cè)量中還會(huì)存在讀數(shù)錯(cuò)誤、記錄錯(cuò)誤、測(cè)量錯(cuò)誤。GNSS RTK 技術(shù)沒有誤差傳播，測(cè)量數(shù)據(jù)直接存在電子手薄中，也不會(huì)存在讀數(shù)錯(cuò)誤和記錄錯(cuò)誤的發(fā)生。

2.3 操作簡(jiǎn)單。只要在設(shè)站時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，就可以邊走邊獲得三維坐標(biāo)且隨時(shí)可以調(diào)出使用。觀測(cè)過程中，衛(wèi)星數(shù)、測(cè)量狀態(tài)、點(diǎn)位精度情況等均在手簿上顯示出來。野外測(cè)量工作結(jié)束后，把電子手薄連接到電腦，利用相關(guān)軟件可以很快成圖。

2.4 測(cè)量速度快。我們以前使用的全站儀測(cè)量方法，儀器要反復(fù)整平、對(duì)中，輸入起始數(shù)據(jù)，需要一定的時(shí)間，還要進(jìn)行后視、前視，而且前視時(shí)要待前視人員選好點(diǎn)位才能觀測(cè)，測(cè)量過程比較繁瑣，測(cè)量速度較慢。GNSS RTK 移動(dòng)站只需要一個(gè)人拿著，在電子手薄上點(diǎn)擊“測(cè)量、記錄、存儲(chǔ)”功能，就完成了一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量工作。

3 影響測(cè)量精度的因素

3.1 基準(zhǔn)站選擇的影響?；鶞?zhǔn)站要選擇在地形穩(wěn)固，高程相對(duì)較高，周圍視野良好的地方。如果架設(shè)基準(zhǔn)站的地方不穩(wěn)固，容易導(dǎo)致儀器輕微移動(dòng)，測(cè)量數(shù)據(jù)有很大誤差，甚至錯(cuò)誤;GNSS RTK 接收衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)弱會(huì)受到樹木、房屋、電線、空間范圍的影響，如果基準(zhǔn)站位置過低、周圍狹小，移動(dòng)站和基準(zhǔn)站及空間衛(wèi)星之間信號(hào)的傳輸就會(huì)受到影響，測(cè)量精度不能保證。

3.2 人為原因。測(cè)量成果從理論上講，誤差是不可避免的，但是有一定的誤差范圍，測(cè)量成果要符合相應(yīng)的精度要求，更不允許出現(xiàn)錯(cuò)誤，否則井口開挖方量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。因此測(cè)量人員在測(cè)量過程中，要根據(jù)相應(yīng)比例尺測(cè)圖精度的要求，選擇適當(dāng)測(cè)量點(diǎn)，不能拿著移動(dòng)站到處亂跑，隨意、無限制的記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，不能認(rèn)為數(shù)據(jù)越多越好。在測(cè)量過程中，還要時(shí)刻注意電子手薄上顯示的測(cè)量狀態(tài)，確保測(cè)量精度。

3.3 測(cè)量時(shí)段的影響。雖然說GNSS RTK 可以全天候進(jìn)行測(cè)量工作，但是接收衛(wèi)星數(shù)目的多少及信號(hào)的強(qiáng)弱也會(huì)影響到測(cè)量的精度，因此要選擇衛(wèi)星出現(xiàn)在當(dāng)?shù)卮螖?shù)比較多的時(shí)間段進(jìn)行測(cè)量，以提高測(cè)量定位精度，這個(gè)時(shí)間段可以很方便地在網(wǎng)上查出來。

4 GNSS RTK 技術(shù)在井口開挖中的應(yīng)用實(shí)例

4.1 實(shí)際應(yīng)用。靈寶金源礦業(yè)股份有限公司利用廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)的‘新V30GNSS RTK系統(tǒng)’。在靈寶金源礦業(yè)股份有限公司金源二礦南部朱陽(yáng)鎮(zhèn)境內(nèi)高程1200 米以上山區(qū)，成功完成了兩個(gè)井口開挖測(cè)量工作。第一個(gè)是樊岔峪口8 坑，利用靜態(tài)測(cè)量，在2011年7月10上午10 點(diǎn)前，完成東面坡上3 個(gè)控制點(diǎn)野外數(shù)據(jù)采集，然后用1 個(gè)小時(shí)完成三維坐標(biāo)解算，下午用2 個(gè)小時(shí)完成RTK 野外數(shù)據(jù)采集，總共不到一天時(shí)間，開挖方量完成后，又用2 個(gè)小時(shí)完成驗(yàn)收測(cè)量工作，開挖方量15600m3;第二個(gè)是王家峪豎井，2011年8月份從測(cè)量地表控制點(diǎn)到RTK 野外數(shù)據(jù)采集，用了2 天時(shí)間，驗(yàn)收開挖方量56780 m3。

4.2 省時(shí)、省力。以上兩個(gè)井口均位于山區(qū)，如果用普通的測(cè)量方法，要布設(shè)三角形控制網(wǎng)，還要考慮測(cè)點(diǎn)之間的相互通視，而且礦區(qū)內(nèi)首級(jí)控制點(diǎn)都比較遠(yuǎn)，地形落差又較大，會(huì)給測(cè)量工作帶來很大麻煩，完成測(cè)量工作至少要15 天時(shí)間，而采用GNSS RTK 測(cè)量技術(shù)僅用了不到3 天時(shí)間;GNSS RTK 移動(dòng)站也僅需一個(gè)人操作，而且?guī)酌腌娂纯赏瓿? 個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，作業(yè)速度非?？?。

5 GNNS RTK 技術(shù)在井口開挖測(cè)量注意事項(xiàng)

5.1 制定工作方案。周密、細(xì)致的工作方案有利于測(cè)量工作的有序開展，對(duì)于提高工作效率和測(cè)量精度非常有利。

5.2 碎部點(diǎn)的選擇。碎部點(diǎn)要選擇在地形變化的地方，疏密適當(dāng)，太密或太稀在軟件成圖時(shí)都不能體現(xiàn)實(shí)際地形的變化。

5.3 RTK 測(cè)量狀態(tài)。在測(cè)量中，要注意觀察RTK 手薄中顯示的測(cè)量狀態(tài)‘固定、浮動(dòng)、偽距、單點(diǎn)’四種形式，當(dāng)顯示‘固定’狀態(tài)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)精度最高，其它三種形式精度都低。

5.4 測(cè)量成果的篩選。雖然進(jìn)行了仔細(xì)、小心的測(cè)量，但是在測(cè)量過程中難免出現(xiàn)漏洞，因此，在完成外業(yè)數(shù)據(jù)采集后，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)于不能滿足要求的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)刪掉不用。

5.5 驗(yàn)收測(cè)量。對(duì)于開挖完成后表面不規(guī)則或開挖量較少的邊部來說，要按照剖面測(cè)量的方法測(cè)繪若干個(gè)剖面，繪制剖面圖，以精確計(jì)算開挖方量。

6 結(jié)論

測(cè)量技術(shù)設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷了普通經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀，以至于經(jīng)緯儀外配紅外線測(cè)距儀，直至全站儀，再到后來的GPS，發(fā)展到現(xiàn)在的GNSS RTK。測(cè)量的方法也由普通的導(dǎo)線測(cè)量和三角高程測(cè)量，三角形交匯測(cè)量，三角鎖測(cè)量，無論是從測(cè)量技術(shù)設(shè)備還是測(cè)量方法及精度上都有了很大的發(fā)展和提高。特別是GNSS RTK 技術(shù)，我們體會(huì)到了在井口開挖過程中的技術(shù)及設(shè)備優(yōu)勢(shì)，這為我們測(cè)量工作提供了很大方便，也積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)技術(shù)會(huì)在礦山其它測(cè)量工作中得到進(jìn)一步應(yīng)用。

［1］程廣博.全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范GB/T 18314—2001

［2］蔡文惠.RTK 技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用及精度分析［J］.水利采煤與管道運(yùn)輸，2009