周 鵬

(中國鐵建十九局集團礦業(yè)有限公司，北京 100161)

談RTK測量技術在礦山中的實際應用

周 鵬

(中國鐵建十九局集團礦業(yè)有限公司，北京 100161)

從RTK測量技術的原理出發(fā)，論述了RTK測量技術與傳統(tǒng)儀器測量相比的優(yōu)缺點，通過實地驗證了RTK測量技術是否可以滿足礦山測量精度的要求，并對RTK技術在礦山測量中的實際應用技術進行了闡述，以促進該技術的推廣應用。

RTK原理，精度分析，測量技術，礦山

0 引言

伴隨著時代的發(fā)展，大型的采剝機械已悄然進入礦山施工工地，現在的礦山，機械化程度、高規(guī)模、大產量高。正如此測量工作也變得日益繁重，傳統(tǒng)的全站儀測量方法效率低下，已經難以應對日常的測量工作。RTK測量技術的出現解決了傳統(tǒng)測量效率低下、操作繁瑣的問題，它以操作簡單、效率高的特點迅速替代了傳統(tǒng)的測量方法。

1 RTK技術的原理及其優(yōu)缺點

1.1 RTK技術的原理

RTK實時動態(tài)測量技術，是以載波相位觀測為根據的實時差分技術，它是測量技術發(fā)展里程中的一個突破，它由基準站GPS接收機、數據鏈、流動站GPS接收機三部分組成。在基準站上安置1臺GPS接收機為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給流動站，流動站GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線接收設備，接收基準站傳輸的數據，然后根據相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標及其精度(即基準站和流動站坐標差ΔX，ΔY，ΔH，加上基準坐標得到的每個點的WGS-84坐標，通過坐標轉換參數得出流動站每個點的平面坐標X，Y和海拔高H)。原理圖見圖1。

1.2 RTK測量技術的優(yōu)點

1)RTK測量技術操作簡單、工作效率高，單人可完成數據采集放樣等測量作業(yè)。RTK測量不需立前視，單人在架設好基站校正后即可進行測量工作，在通信信號良好的地方只需幾秒即可采集到該點的坐標信息，放樣的過程中只需一個人按手簿指導方位即可找到待放樣的點位。2)RTK技術測量精度高、誤差不累積。RTK技術測量與傳統(tǒng)的測量相比誤差不會累積和傳遞，每次測量的結果都是相互獨立的。3)RTK測量技術不要求光學通視。RTK測量技術是靠接收衛(wèi)星和基站電臺發(fā)射的無線信號來完成測量工作，無線信號可避開不完全封閉障礙物傳遞信號。4)RTK技術的數據處理方便。RTK的測量結果儲存在手簿中可以以多種形式導出，同時外部數據也可以以多種形式導入，這樣大大減少了后期數據整理和前期測量放樣數據錄入的時間。

1.3 RTK測量技術的缺點

1)RTK測量技術容易受衛(wèi)星無線電信號強弱的影響。RTK測量技術要實現精確的定位必須有5顆適當分布的衛(wèi)星，但是在露天礦山里有些巖壁或者其他障礙物可能會遮擋住衛(wèi)星的無線信號。但是一般情況下任何地區(qū)和任何時間都是可以接收到7顆～10顆GPS衛(wèi)星信號，因此只要留出足夠的空間還是可以完成測量工作的。

2)RTK測量技術容易受電磁環(huán)境的干擾。RTK數據鏈的工作與周圍的電磁環(huán)境以及作用距離有很大的關系，因此在測量過程中要盡量避開強磁場干擾。

3)RTK電臺的功率較小、傳輸距離有限。因此在測量中我們要將電臺架設在地勢開闊無電磁干擾且位置較高離作業(yè)距離較近的地方。

2 測量精度分析

通常儀器廠家給出的測量精度：平面精度2 cm+1 ppm，高程精度5 cm+1 ppm，但是RTK測量容易受外界環(huán)境的影響，因此精度可能達不到廠家給出的精度。為了驗證RTK技術在礦山測量中的實際精度特在礦區(qū)進行了實驗。在正常天氣情況下對礦區(qū)9個已知點間斷性進行5次測量取平均值即為該點的坐標測量成果。成果見表1。

表1 RTK測量成果較差表 mm

通過實驗可以得出在正常天氣情況下RTK測量技術測量精度完全可以達到厘米級，因此RTK測量技術測量精度可以滿足露天礦山日常測量工作的需要。

3 RTK技術在礦山測量中的實際應用

3.1 利用RTK技術收集礦區(qū)地表和礦區(qū)地形的數據信息

在露天礦山施工中繪制地形圖是礦山測量的一項重要工作。RTK測量技術在這項工作組起到收集數據的作用。在測量工作開始前應先選擇地勢較高、視野開闊的地方架設好基站，然后新建一個項目選擇好適當的參數并進行校正，做好測量的準備工作。接下來由測量負責人進行分工，使每個移動站操作人員明確自己的測量區(qū)域或測量內容。在測量的過程中測量人員應當對所測點號按照事先約定進行合理編號，并將自己所測地形繪制草圖方便后期制圖。當外業(yè)測量結束后將測量的數據導出，再利用繪圖軟件將所測數據結合測量人員繪制的草圖制作礦山的電子地形圖。

3.2 利用RTK測量技術進行施工放樣

礦山施工中經常要按照礦區(qū)設計圖紙對開挖境界線、排土場境界線、礦區(qū)道路等進行放樣。在放樣的過程中可根據具體情況選擇直線放樣、曲線放樣或者道路放樣，如果需要放出具體的點則可采用點放樣。在放樣前應做好準備將放樣所需的數據信息輸入或導入坐標管理庫并核對數據的準確性，從而提高放樣的效率，確保放樣的準確無誤。直線放樣需要輸入直線的起點和終點以及起點里程，輸入完成后選擇需要直線放樣，然后按照手簿指示進行放樣。曲線放樣就是利用手簿工程之星軟件里面的道路設計輸入曲線要素然后進行放樣。道路放樣是將道路的線路信息通過手簿工程之星軟件里面的道路設計輸入進去，然后進行放樣，既可進行直線放樣也可進行曲線放樣。

3.3 利用RTK測量技術指導鉆機隊打孔

在礦山施工中為保證施工場地的平整性，經常要對鉆機打孔深度進行設計，確保鉆孔孔底標高一致。具體方法：測量鉆孔孔頂高程減去設計孔底標高得出打孔深度。

3.4 利用RTK測量技術監(jiān)測邊坡穩(wěn)定

邊坡的穩(wěn)定性是礦山安全施工的一個重要環(huán)節(jié)，定期對監(jiān)測樁進行測量分析監(jiān)測樁之間相對位置變化及各個樁坐標的變化，為邊坡的穩(wěn)定性提供數據參考。

3.5 利用RTK測量技術進行施工質量檢驗

利用RTK測量技術進行施工放樣檢測施工方是否開挖或者排渣超界，礦區(qū)道路的坡度和位置是否正確以及臺階坡度角是否合適等。

4 RTK技術在測量中的注意事項

1)RTK測量前必須選擇合適的參數并進行校正。在進行RTK技術測量前必須選擇正確的坐標系然后選擇合適的參數(四參數或者七參數)再進行校正然后才能進行測量。注意四參數和七參數只能使用其中一個，不能同時使用。通常情況下測區(qū)最大距離小于10 km時選擇使用四參數測量精度更高。

2)RTK測量前應將基準站架設在合理的位置?；鶞收颈M量架設在測區(qū)中間位置較高，地勢開闊且周圍沒有強磁場干擾的地方。

3)RTK技術測量前要對移動站測量結果進行校核。在每次測量工作準備就緒后要對移動站測量結果進行校對，確保工程設置、校正參數以及校正過程的準確無誤。

4)RTK技術操作過程中要規(guī)范作業(yè)人員的操作步驟，避免人為因素造成施工誤差。在參數的輸入和工程的設置以及校正的過程中要嚴格按照步驟進行，校正以及測量過程要保持移動站對中桿的水平垂直。

5 結語

改革開放以來，我國的各項科學技術都取得了前所未有的發(fā)展，測繪技術也得到了飛速的發(fā)展。RTK測量技術也以一種新的測量技術運用到露天礦山工程測量之中，它的到來大大提高了礦山工程測量成果的精確度以及工作效率。RTK技術與傳統(tǒng)的測量儀器相較而言，有操作簡單、使用方便、測量效率高等諸多優(yōu)點。雖然RTK測量技術容易受外界環(huán)境的影響，但是在正常天氣和環(huán)境情況下，實驗證明測量結果還是可以達到礦山測量的精度要求。隨著RTK測量技術的不斷發(fā)展和完善，RTK測量技術必將得到更大范圍的應用和推廣，礦山測量也會變得更加的快捷高效和精確。

[1] 邵金強,羅 斐.GPS—RTK技術在礦山測量中的應用[J].貴州地質,2007(4)：19-20.

[2] 劉 偉.RTK技術在現代礦山測量上的應用淺析[J].城市建設理論研究,2013(6)：35-36.

[3] 南方測繪儀器有限公司.GPS定位原理及應用[Z].2005.

[4] 南方測繪儀器有限公司.工程之星3.0用戶手冊[Z].2012.

Discussion on the application of RTK measurement technology in mine

Zhou Peng

(ChinaRailway19thBureauGroupMiningCo.,Ltd,Beijing100161,China)

Starting from the aspect of RTK measurement technology principles, the paper discusses merits and defects of RTK measurement technology comparing to that of traditional instrument measurement. Through field testing, it testifies whether RTK measurement technology can meet mining measurement accuracy demand, and finally describes actual application of RTK technology in mining measurement, with a view to promote its application and promotion.

RTK principle, accuracy analysis, measurement technology, mine

2015-08-27

周 鵬(1987- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)31-0186-03

TU198

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