【摘 要】（GPS）RTK測量技術(shù)給現(xiàn)代礦山測量帶來了重大的技術(shù)手段變革，極大地方便了礦山測量工作者的日常工作，隨著其技術(shù)的不斷進(jìn)步，必將給礦山測量帶來更大的便利，其在礦山測量中的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼮閺V泛。

【關(guān)鍵詞】露天礦測量；GPS（RTK）技術(shù)

1.GPS一RTK系統(tǒng)原理及構(gòu)成

1.1基本原理

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量（RTK）定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

1.2 RTK測量系統(tǒng)的構(gòu)成

1.2.1 GPS接收設(shè)備

在基準(zhǔn)站和用戶站上，分別設(shè)置雙頻GPS接收機(jī)。由于雙頻觀測值不僅精度高，而且有利于快速準(zhǔn)確的解算整周未知數(shù)。當(dāng)基準(zhǔn)站為多用戶服務(wù)時(shí)，其接收機(jī)的采樣率應(yīng)與用戶接收機(jī)采用率最高的相一致。

1.2.2數(shù)據(jù)傳墉設(shè)備

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備也稱數(shù)據(jù)鏈，由基準(zhǔn)站的無線電發(fā)射臺(tái)與用戶站的接收機(jī)組成，其頻率和功率的選擇主要取決于用戶站與基準(zhǔn)站的距離、環(huán)境質(zhì)量、數(shù)據(jù)的傳輸速度。

1.2.3軟件系統(tǒng)

支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對于保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的可行性、測量結(jié)果的可靠性和精確性，具有決定性意義。這種軟件系統(tǒng)突出的功能是能夠快速解算整周未知數(shù)，選擇快速靜態(tài)、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)、和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等作業(yè)模式，實(shí)時(shí)完成對解算結(jié)果的質(zhì)量分析和評(píng)價(jià)。

1.3實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK測量模式主要有3種

（1）快速靜態(tài)測量。采用這種測量模式，要求GPS在每一用戶站上靜止地進(jìn)行觀測。它可以不必保持對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，其定位精度達(dá)1～2cm。這種方法可應(yīng)用于城市、礦山等區(qū)域性的控制測量，工程測量和地籍測量。

（2）準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測量。這種測量模式，要求流動(dòng)的接收機(jī)在觀測工作開始之前，首先在某一起始點(diǎn)上靜止地進(jìn)行觀測，也就是進(jìn)行初始化。初始化后，在其他觀測站上只需測量1～2s，即可獲得該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，目前，其定位精度可達(dá)厘米級(jí)。它要求在觀測過程中，要保持對觀測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。這種方法主要應(yīng)用于地籍測量、碎部測量、線路測量和工程放樣等。

（3）動(dòng)態(tài)測量。動(dòng)態(tài)測量模式和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測量一樣，一般需要在起始點(diǎn)上進(jìn)行初始化，之后，運(yùn)動(dòng)的接收機(jī)按預(yù)定的時(shí)間間隔進(jìn)行自動(dòng)觀測，并連同基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地確定采樣點(diǎn)的空間位置。其定位精度也可達(dá)到厘米級(jí)。這種測量模式，也要求對所測衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)跟蹤。適用于航空攝影測量、航道測量以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精密導(dǎo)航。

2.GPS 技術(shù)在礦山測量中的作業(yè)流程

2.1準(zhǔn)備工作

（1）檢查和確認(rèn)：基準(zhǔn)站接收機(jī)、流動(dòng)站接收機(jī)開關(guān)機(jī)正常，所有的指示燈都正常工作，電臺(tái)能正常發(fā)射，其面板顯示正常，藍(lán)牙連接是否正常。

（2）充電：確保攜帶的所有的電池都充滿電，包括接收機(jī)電池、手簿電池和蓄電池，如果要作業(yè)一天的話，至少攜帶三塊以_L 的接收機(jī)電池。

（3）檢查攜帶的配件：出外業(yè)之前確保所有所需的儀器和電纜均已攜帶，包括接收機(jī)主機(jī)，電臺(tái)發(fā)射和接收天線，電源線，數(shù)傳線，手簿和手簿線等。

（4）己知點(diǎn)的選取：避免己知點(diǎn)的線性分布（主要影響高程）。

避免短邊控制長邊；作業(yè)范圍最好保證在已知點(diǎn)連成的圖形以內(nèi)或者和圖形的邊線垂直距離不要超過兩公里；如果只要平面坐標(biāo)選取兩到三個(gè)己知點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)校正即可，如果既要平面坐標(biāo)又要高程，選取三個(gè)或四個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)校正；檢查己知點(diǎn)的匹配性即控制點(diǎn)是否是同一等級(jí)，匹配性差會(huì)直接影響RTK測量的精度。

（5）手簿的設(shè)置（在內(nèi)業(yè)或外業(yè)做均可），在“坐標(biāo)系統(tǒng)管理”里面新建一個(gè)新的坐標(biāo)系統(tǒng)或配置己有的坐標(biāo)系統(tǒng)（尤其要確定中央子午線和已經(jīng)知點(diǎn)相同），如果己知點(diǎn)的當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)和WGS84坐標(biāo)都有，點(diǎn)校正就可以進(jìn)行，設(shè)置好后保存任務(wù)。

（6）出外業(yè)前，關(guān)掉手簿和接收機(jī)的電源，帶上已知點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.2架設(shè)基準(zhǔn)站

基準(zhǔn)站可設(shè)立在已知的控制點(diǎn)上，也可以任意選擇，基準(zhǔn)站一定要架設(shè)在視野比較開闊，周圍環(huán)境比較空曠的地方，地勢比較高的地方；避免架在高壓輸變電設(shè)備附近、無線電通訊設(shè)備收發(fā)天線旁邊、樹蔭下以及水邊，這些都對GPS信號(hào)的接收以及無線電信號(hào)的發(fā)射產(chǎn)生不同程度的影響。

2.3啟動(dòng)移動(dòng)站

在基準(zhǔn)站啟動(dòng)成功，并且差分?jǐn)?shù)據(jù)也從電臺(tái)正常的發(fā)射以后，在基準(zhǔn)站旁邊就要把移動(dòng)站架好，并讓其得到固定解，這樣是為了確保移動(dòng)站能正常的工作。

2.4點(diǎn)校正

在絕大部分測量工作中，都使用國家坐標(biāo)系統(tǒng)或地方坐標(biāo)系統(tǒng)，而GPS測量結(jié)果是基于WGS84的坐標(biāo)系統(tǒng)，這就存在WGS84坐標(biāo)與所使用的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題，由于RTK作業(yè)要求實(shí)時(shí)給出當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，這使得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作非常重要，所以在進(jìn)行一項(xiàng)新的任務(wù)之前，必須要做點(diǎn)校正，以求出兩種坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，從而得到正確的測量結(jié)果。點(diǎn)校正時(shí)的注意事項(xiàng)：已知點(diǎn)最好要分布在整個(gè)作業(yè)區(qū)域的邊緣，能控制整個(gè)區(qū)域，如果用四個(gè)點(diǎn)做點(diǎn)校正的話，那么測量作業(yè)的區(qū)域最好在這四個(gè)點(diǎn)連成的四邊形內(nèi)部；一定要避免已知點(diǎn)的線形分布，如果用三個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)校正，這三個(gè)點(diǎn)組成的三角形要盡量接近正三角形，如果是四個(gè)點(diǎn)，就要盡量接近正方形，一定要避免所有的已知點(diǎn)的分布接近一條直線，這樣會(huì)嚴(yán)重的影響測量的精度，特別是高程精度；點(diǎn)校正完成以后，使用移動(dòng)站測量所得的所有坐標(biāo)都是在當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)系下的，就可以直接進(jìn)行測量和放樣了。

2.5重設(shè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)

由于基站是任意架設(shè)的，是隨意單點(diǎn)定位的坐標(biāo)發(fā)射，如果移動(dòng)站是固定解，那么所測坐標(biāo)相對于基站是準(zhǔn)確的，但相對于控制點(diǎn)就是錯(cuò)誤的，會(huì)發(fā)生偏移（包括：平移，旋轉(zhuǎn)和縮放），在每次進(jìn)行測量和放樣工作時(shí)，為了避免每天都重復(fù)進(jìn)行點(diǎn)校正工作或者每次都把基站架在已知點(diǎn)上的麻煩，可以在每天開始測量工作前先做一下“重置當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)”的工作，就不用重新的做點(diǎn)校正，省時(shí)省力。

每次開始作業(yè)前應(yīng)對已知控制點(diǎn)進(jìn)行檢查，確保系統(tǒng)無誤后，即可進(jìn)行測量，RTK測量既可以實(shí)時(shí)提供點(diǎn)位坐標(biāo)和高程，又可實(shí)時(shí)知道測量點(diǎn)位精度，能夠較大地提高工作效率。同時(shí)從測量結(jié)果來看，RTK測量點(diǎn)位精度可達(dá)厘米級(jí)，完全能夠滿足礦山測量的需要。

3.結(jié)論

雖然RTK測繪技術(shù)給測繪工作帶來了革命性的變化，它改變了傳統(tǒng)的測量模式，打破了分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制的原則。一個(gè)測區(qū)可一次性整體布網(wǎng)、整體平差，控制網(wǎng)可以是任意混合，所需控制點(diǎn)數(shù)目比傳統(tǒng)測量大大減少，圖根控制的加密可與碎部測量同時(shí)進(jìn)行，特別是在露天礦測量中其優(yōu)勢更加突出， 但受衛(wèi)星狀況限制、天空環(huán)境影響和數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小等問題，RTK技術(shù)也存在不足的地方：上午11點(diǎn)之前和下午3：30分之后，RTK測量結(jié)果準(zhǔn)而快，而白天中午，受電離層干擾大，共用衛(wèi)星數(shù)少 ，常接受不到5顆衛(wèi)星，因而初始化時(shí)間長甚至不能初始化，在礦坑中若有并段臺(tái)階和臺(tái)階坡頂外傾時(shí)，初始化時(shí)間長也會(huì)延長，不能正常進(jìn)行測量，從而降低了工作效率。所以在作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員要根據(jù)礦山測量要求，選擇作業(yè)時(shí)間，碎部點(diǎn)測量時(shí)合理布點(diǎn)，減少干攏來提高工作效率。