摘 要：作為一種先進(jìn)的礦區(qū)測量技術(shù)，GPS-RTK技術(shù)現(xiàn)在在礦區(qū)測量工作當(dāng)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。文章針對GPS-RTK技術(shù)的的工作原理進(jìn)行了分析，并且探討了會(huì)使GPS-RTK技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù)；礦山測量；應(yīng)用

銅礦資源作為國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源，為世界各國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展提供了重要的物質(zhì)支撐。銅礦開采工作的重點(diǎn)就是山區(qū)露天和井下開采，由于人為建設(shè)導(dǎo)致的各種特殊情況經(jīng)常出現(xiàn)在礦區(qū)范圍之內(nèi)，因此經(jīng)常出現(xiàn)了控制點(diǎn)不通視以及地面測量控制點(diǎn)被嚴(yán)重破壞的情況，而采用傳統(tǒng)的測量技術(shù)很難保證測量的精度以及效率。在這樣的背景下，GPS-RTK技術(shù)現(xiàn)在在礦區(qū)測量工作當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用原理

作為GPS測量發(fā)展中的一項(xiàng)突破，GPS-RTK技術(shù)的主要構(gòu)成部分包括三方面的內(nèi)容，也即是軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、以及GPS接收機(jī)。其工作原理為：GPS接收機(jī)至少要有2臺，1臺為流動(dòng)站，1臺為基準(zhǔn)站，要保證2臺接收機(jī)能夠進(jìn)行同時(shí)工作，在對測站的載波相位觀測量進(jìn)行處理的時(shí)候選擇載波相位差分技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理。PTK定位技術(shù)能夠?qū)⒃谥付ㄗ鴺?biāo)系中的測站點(diǎn)三維定位結(jié)果及時(shí)地提供出來。基準(zhǔn)站接收機(jī)能夠通過對基準(zhǔn)站系統(tǒng)的運(yùn)用對具有較強(qiáng)可用性的衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后向無線電發(fā)射臺進(jìn)行輸送。在接到包裝的數(shù)據(jù)后，發(fā)射電臺可以廣播這些數(shù)據(jù)，GPS接收機(jī)在流動(dòng)站當(dāng)中可以對本機(jī)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)可以將流動(dòng)站的坐標(biāo)計(jì)算出來。攜帶流動(dòng)站系統(tǒng)的工作人員正是利用這種原理實(shí)施測量工作[1]。

2 GPS-RTK的構(gòu)成部分

軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、GPS接收設(shè)備等一起構(gòu)成了RTK測量系統(tǒng)。

2.1 軟件系統(tǒng)：其能夠?qū)?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量軟件系統(tǒng)的功能以及質(zhì)量起到支持作用，同時(shí)還可以有效地保障準(zhǔn)確、可靠的測量結(jié)果以及可行的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量，因此具有十分重要的作用。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備：又被稱作數(shù)據(jù)鏈，用戶設(shè)備的接收機(jī)以及基準(zhǔn)站的無線電發(fā)射臺共同組成了數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。其主要是以用戶站與基準(zhǔn)站之間數(shù)據(jù)的傳輸速度、環(huán)境質(zhì)量以及距離等作為依據(jù)，科學(xué)合理地選擇其功率以及頻率。

2.3 GPS接收設(shè)備：因?yàn)殡p頻觀測值除了具有較高的精度之外，同時(shí)在對整周未知數(shù)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候還具有快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)，因此雙頻GPS接收機(jī)在用戶站以及基準(zhǔn)站上都有所涉及。如果基準(zhǔn)站服務(wù)于數(shù)量較多的客戶，那么就要選擇與用戶接收機(jī)的最高采樣率相同的接收機(jī)采樣率[2]。

3 在礦山測量當(dāng)中GPS-RTK技術(shù)的具體應(yīng)用

大量的圖紙的測繪在礦區(qū)各項(xiàng)建設(shè)工作當(dāng)中具有十分重要的作用，現(xiàn)在銅礦資源在我國的需求量變得越來越大，所以各地區(qū)都加緊了對銅礦的開采，這樣直接導(dǎo)致礦區(qū)的地表出現(xiàn)了十分巨大的變化，要想將準(zhǔn)確的信息提供給決策者，就必須要充分重視圖紙的現(xiàn)實(shí)性。在這樣的情況下，礦山測量工作者需要不斷的補(bǔ)充并且檢測現(xiàn)有的礦區(qū)地形圖，同時(shí)還要對大量的規(guī)劃地形圖以及專用地形圖進(jìn)行測繪，由于GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，使得繪圖工作者的工作顯得更加地便利。

3.1 建立和使用礦區(qū)控制網(wǎng)

控制點(diǎn)之間相互通視是常規(guī)控制測量的要求，但是其具有不均勻的精度以及較為復(fù)雜的作業(yè)程序。在進(jìn)行控制測量工作的時(shí)候?qū)PS-RTK技術(shù)予以應(yīng)用能夠?qū)⒍ㄎ唤Y(jié)果迅速得出來，并且還可以對定位精度予以明確，從而使作業(yè)效率得到了極大地提升。

GPS-RTK技術(shù)的運(yùn)用能夠使礦區(qū)控制網(wǎng)的要求得到充分地滿足，GPS控制網(wǎng)如果在幾個(gè)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)用就能夠?qū)⒁粋€(gè)完整的礦區(qū)覆蓋起來。而且GPS-RTK技術(shù)還具備厘米級的精度，所以在礦區(qū)進(jìn)行控制網(wǎng)的布設(shè)過程中運(yùn)用GPS-RTK技術(shù)除了能夠滿足規(guī)范的精度要求之外，同時(shí)還具備省時(shí)省力以及快捷方便的優(yōu)勢。

3.2 對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行求取

要想使原始大地的經(jīng)緯坐標(biāo)系統(tǒng)能夠在GPS-RTK技術(shù)當(dāng)中向著當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系統(tǒng)的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就應(yīng)該先將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算出來。在這個(gè)過程中需要建立不少于三個(gè)的高精度的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)值，然后才能夠?qū)⒆鴺?biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)求取出來。利用GPS-RTK技術(shù)就能夠?qū)⒆鴺?biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)快速的求取出來。

3.3 測量礦區(qū)地面形變

對地面點(diǎn)的高程以及水平位置等在不一樣的時(shí)間段進(jìn)行測定，然后在對比分析測量之前的數(shù)據(jù)，最終將地面點(diǎn)位的下沉值以及水平位移等數(shù)據(jù)得出來，這樣就能夠?qū)⒖茖W(xué)的依據(jù)提供給變形的分析和預(yù)測工作。通常都會(huì)采用地變形監(jiān)測網(wǎng)的形式來完成這項(xiàng)工作，首先將形變觀測點(diǎn)以及基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在礦區(qū)地面，然后通過對全站儀的運(yùn)用將監(jiān)測網(wǎng)的角度以及邊長測定出來，采用水準(zhǔn)儀針對測點(diǎn)間的高差進(jìn)行測量，最終將監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)的高程以及水平位置計(jì)算出來。在礦區(qū)地面形變測量工作中采用GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)，可以利用多項(xiàng)式曲面擬合、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理以及實(shí)例的計(jì)算分析等方式取得良好的測量效果。

3.4 測量礦區(qū)工程

作為測量工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)，礦區(qū)的測量工作同時(shí)還是一個(gè)難點(diǎn)。這是因?yàn)楹芏喙ぷ鲄^(qū)域都屬于丘陵區(qū)以及山區(qū)的地貌，往往具有較差的通視條件、較高的森林覆蓋率以及比較稀疏的國家控制點(diǎn)密度。所以采用常規(guī)的測量手段進(jìn)行礦區(qū)工程的測量往往很難使礦區(qū)工程測量的效率以及精度要求得到滿足。然而GPS-RTK技術(shù)不僅可以在上述的測量當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)還可以廣泛的應(yīng)用于其他的工程測量當(dāng)中，并且可以對在效率和精度方面常規(guī)測量的不足進(jìn)行彌補(bǔ)。在礦區(qū)的測量工作當(dāng)中，GPS-RTK技術(shù)可以很好地完成鉆孔的放樣、測繪礦區(qū)地形地貌圖、露天采場工作量驗(yàn)收以及縱、橫斷面圖的測量等工作[3]。

4 在測量過程中GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

4.1 要想使測量的精度得到保證，就應(yīng)該保證在10km之內(nèi)的移動(dòng)站和基站間的距離，這是由于在測量過程中GPS-RTK技術(shù)存在著一定的誤差來源，其中包括點(diǎn)位對中誤差以及多路徑效應(yīng)等。

4.2 因?yàn)閮?nèi)業(yè)成圖是進(jìn)行外業(yè)測量的最終目標(biāo)，所以一旦具有較多的測量點(diǎn)，要想保證成圖的精確性，還是需要采用草圖繪制的方式進(jìn)行外業(yè)測量。

4.3 要想將較高的高程定位精度得出來，就必須要最大限度的采用測區(qū)均勻分布的控制點(diǎn)聯(lián)測的方式進(jìn)行測量作業(yè)，從而能夠保證高程轉(zhuǎn)換參數(shù)的精確性[4]。

5 結(jié)束語

相對于傳統(tǒng)的觀測方式，GPS-RTK技術(shù)具有較高的自動(dòng)化以及集成化特點(diǎn)，因此能夠使動(dòng)態(tài)測量和經(jīng)常化的礦區(qū)測量需要得到充分地滿足，所以在礦山工程的測量工作當(dāng)中GPS-RTK技術(shù)的發(fā)展前景十分的廣闊。由于具有不受距離以及環(huán)境限制的特點(diǎn)，再加上具有較高的精度，所以GPS-RTK技術(shù)可以很好地適應(yīng)局部重點(diǎn)工程地區(qū)以及具有困難的地形條件地區(qū)的測量工作。GPS-RTK技術(shù)可以將所在位置的空間三維坐標(biāo)迅速得出來，從而將礦山測量的模式徹底的改變了。只要針對GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行精心施測以及科學(xué)設(shè)計(jì)，必然會(huì)在礦山的測量工作中得到更為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]王剛，郭廣禮，李伶.GPS-RTK在山區(qū)煤礦測繪與測設(shè)中的應(yīng)用[J].中國礦山工程. 2012（02）.

[2]于國強(qiáng)，岳建英，邸偉.GPS-RTK技術(shù)在礦區(qū)測量中的應(yīng)用[J].山東煤炭科技. 2013（04）.

[3]戴洪寶，孟魯閩，賀園園.GPS-RTK技術(shù)在地籍測量上的應(yīng)用[J].科技信息. 2013（07）.

作者簡介：朱潤秋（1978-） 男，湖南新化人，大專，測量助理工程師。