金長(zhǎng)林 賈永安 宋宇佳

摘要：本文重點(diǎn)分析了GPS-RTK測(cè)量技術(shù)以及在礦山測(cè)量的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK;概述;優(yōu)勢(shì);問題;應(yīng)用

前 言

隨著測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，GPS-RTK技術(shù)在礦山中應(yīng)用廣泛，相比于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，取得了很好的效果。

一、GPS—RTK技術(shù)概述

全球定位系統(tǒng)Global Positioning System簡(jiǎn)稱為GPS。由美國(guó)最早研發(fā)成功，緊接著開始為軍事的發(fā)展而服務(wù)，主要目的是定位和導(dǎo)航，而且具有全天候、實(shí)時(shí)定位的特點(diǎn)。工作中的GPS是利用三十多顆人造衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)發(fā)射信號(hào)，但是GPS接收機(jī)只需要接收四顆或四顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，就可以分析解算出接收機(jī)所在的三維位置信息。RTK主要是運(yùn)用GPS中相位的差分技術(shù)，REAL-TIMEKINEMAT-IC是它的全稱，又叫實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。它能夠在野外，對(duì)某一點(diǎn)實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，而且精度非常高，測(cè)量效率也非常快，有的精度能夠達(dá)到厘米級(jí)。由此可見，GPS-RTK技術(shù)的誕生是人類測(cè)繪快速進(jìn)步，因?yàn)樗龠M(jìn)了工程放樣、工程測(cè)量和地形測(cè)圖的發(fā)展，使準(zhǔn)確度和工作效率得到了提升，令測(cè)量數(shù)據(jù)更加的可信，更加的科學(xué)。

二、GPS-RTK技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)

1.減少了作業(yè)要求。之前的測(cè)量方法作業(yè)量通常較多，必要的條也會(huì)非常多，然而GPS-RTK技術(shù)，只要具備電磁波通視的必要條件就可以進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量工作。而且GPS-RTK技術(shù)受外界因素的影響非常小，如：溫度、氣候、季節(jié)等，假如碰到某些地形地勢(shì)相當(dāng)復(fù)雜的區(qū)域，也能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)量，在這方面是傳統(tǒng)的測(cè)量方法望塵莫及的，從而不能很好的完成測(cè)量的工作。現(xiàn)如今，只要可以滿足GPS-RTK技術(shù)基本的要求，就可以準(zhǔn)確、快速地完成測(cè)量任務(wù)，由此可見，測(cè)量工作也可以變得簡(jiǎn)單方便。

2.工程測(cè)量定位精度越來越高。GPS-RTK定位系統(tǒng)與其他定位系統(tǒng)相比較，明顯的優(yōu)勢(shì)就是精度高，因此由其得出的數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確。由于GPS-RTK定位系統(tǒng)采用新的差分技術(shù)，使數(shù)據(jù)能夠更完整的完成傳輸過程。在外界條件容許的情況下，它的測(cè)量精準(zhǔn)度能夠達(dá)到厘米級(jí)。

3.有效地確保了測(cè)量的成果。在利用GPS-RTK進(jìn)行道路測(cè)量時(shí)，因?yàn)樗哂休^高程度的自動(dòng)化與集成化，所以其測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)也是相當(dāng)精確的，可以達(dá)到厘米級(jí)的精度。之前的測(cè)量方法，在環(huán)境惡劣的地區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)大量的問題，但是GPS-RTK方法可以在多種不同的環(huán)境下進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，流動(dòng)站的機(jī)器，內(nèi)部安裝了軟件控制系統(tǒng)，利用軟件系統(tǒng)自動(dòng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與傳輸，這樣做有效的避免了人工操作帶來的誤差，進(jìn)一步確保了測(cè)量的精確度。很大程度上降低了測(cè)量過程中由于人為因素導(dǎo)致的誤差，在測(cè)量的全過程中，主要由計(jì)算機(jī)來完成操作，這樣既確保了測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，又達(dá)到了工程測(cè)量的目的。

三、當(dāng)前礦山測(cè)量中存在的技術(shù)問題

1.對(duì)礦山測(cè)量技術(shù)重視不足

傳統(tǒng)的礦山測(cè)量技術(shù)根深蒂固，對(duì)技術(shù)的應(yīng)用也沒有足夠的重視，過于片面的認(rèn)識(shí)必然會(huì)影響到整個(gè)礦區(qū)的作業(yè)開展與規(guī)劃建設(shè)。對(duì)礦山測(cè)量的重視程度不足還體現(xiàn)在低相關(guān)專業(yè)人才的忽視，測(cè)量工作需要深入到礦區(qū)，工作繁雜、工作量大，但是所獲得的工資報(bào)酬卻與付出的勞動(dòng)與技術(shù)不成正比，從而會(huì)影響到測(cè)繪人員的工作積極性，嚴(yán)重阻礙了測(cè)量先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用于測(cè)量工作效率的提升。除此之外，礦山管理人員將關(guān)注的重點(diǎn)投注在產(chǎn)出與安全上，測(cè)量技術(shù)則淪為生產(chǎn)的附屬品。

2.新型測(cè)量技術(shù)應(yīng)用受限

就我國(guó)當(dāng)前的礦山測(cè)量整體情況而言，傳統(tǒng)技術(shù)仍然占據(jù)著主體地位，新型測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用受到多方面的限制，如先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)人才與測(cè)量經(jīng)費(fèi)等問題。礦山測(cè)量人員對(duì)專業(yè)前沿信息掌握不足，對(duì)新技術(shù)更是一知半解，技術(shù)應(yīng)用的具體方法和步驟較為混亂，嚴(yán)重影響到了測(cè)量的精度與效率，使得新型測(cè)量技術(shù)在應(yīng)用推廣方面受到羈絆。

3.專業(yè)技術(shù)型人才短缺

礦山測(cè)量技術(shù)作為礦區(qū)工作的重要組成部分，其正常開展除了需要專業(yè)的技術(shù)設(shè)備之外，相配套的技術(shù)人才也是不可或缺的。但是當(dāng)前，礦山測(cè)量的專業(yè)技術(shù)型人才短缺，礦區(qū)的工作環(huán)境差、危險(xiǎn)性高、工資報(bào)酬不理想等，都是的礦山測(cè)量技術(shù)人員流失嚴(yán)重，轉(zhuǎn)而投入到交通、建筑施工等行業(yè)中。

四、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在礦山的應(yīng)用

1.在采空區(qū)及邊界內(nèi)地表調(diào)查中的應(yīng)用

首先將繪制有采區(qū)邊界的采掘工程平面圖（如文件過大可只繪制邊界及采掘工作面單線條）作為底圖保存在RTK手簿所要調(diào)查的文件中。這樣在地表裂隙調(diào)查中可以在流動(dòng)站手簿屏幕上實(shí)時(shí)直觀確定流動(dòng)站在采掘工程平面圖中所處位置，避免了傳統(tǒng)地表調(diào)查的盲目性。

2.在地形測(cè)繪中的應(yīng)用

礦區(qū)井田范圍大多在山區(qū)，地勢(shì)較為復(fù)雜。山區(qū)樹木比較茂密，傳統(tǒng)測(cè)量方法因無法兩點(diǎn)通視而無法進(jìn)行。GPS-RTK技術(shù)恰恰解決了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間無法通視的弊端。與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比的優(yōu)點(diǎn)：

2.1克服了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間無法通視的弊端。

2.2將測(cè)區(qū)范圍較大或地形復(fù)雜時(shí)。將測(cè)區(qū)邊界坐標(biāo)或圖形輸入RTK手簿作為底圖。可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)是否超出測(cè)量范圍，是否存在漏測(cè)區(qū)域，是否存在某個(gè)區(qū)域測(cè)點(diǎn)密度不夠等，便于及時(shí)進(jìn)行糾正。

2.3縮短了測(cè)量時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了測(cè)區(qū)控制點(diǎn)的密度。傳統(tǒng)的測(cè)量方法外業(yè)至少需要兩個(gè)人完成，在山區(qū)、林地不通視的情況下需要多次轉(zhuǎn)站，甚至需要砍伐樹木才能完成。而利用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，期間無需轉(zhuǎn)站，一個(gè)人手持RTK流動(dòng)站即可完成全部外業(yè)工作。根據(jù)以往山區(qū)林地測(cè)量實(shí)踐，一個(gè)流動(dòng)站一天采集1000個(gè)數(shù)據(jù)以上，是傳統(tǒng)測(cè)量方法的四倍以上。

3.在巖移觀測(cè)中的應(yīng)用

為準(zhǔn)確掌握回采工作面地表巖層移動(dòng)規(guī)律，我礦在13區(qū)和15區(qū)兩個(gè)回采工作面建立了地面巖移觀測(cè)站，定期對(duì)地表沉降情況進(jìn)行觀測(cè)。由于兩個(gè)回采工作面都在山區(qū)，樹木植被比較茂密。傳統(tǒng)測(cè)量方法需要砍伐一定的樹木才能保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通視，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，受環(huán)境影響監(jiān)測(cè)精度較低。

4.在煤場(chǎng)盤煤中的應(yīng)用

為準(zhǔn)確掌握煤場(chǎng)庫存煤量，煤礦企業(yè)測(cè)量人員需要通過測(cè)量技術(shù)將煤堆的堆存量盤算出來，統(tǒng)計(jì)后上報(bào)企業(yè)，以便企業(yè)實(shí)時(shí)了解煤炭產(chǎn)量，并制定下一步的生產(chǎn)計(jì)劃。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是用全站儀沿煤堆周邊和煤堆頂部至少測(cè)設(shè)5個(gè)控制點(diǎn)，然后在5個(gè)控制點(diǎn)上分別架設(shè)全站儀對(duì)煤堆碎部進(jìn)行測(cè)量，由于煤堆的不規(guī)則性，低洼處往往測(cè)量不到，就造成了費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測(cè)量成果與實(shí)際煤量差別較大，不能保證測(cè)量成果的可靠性。用RTK測(cè)量技術(shù)相比傳統(tǒng)測(cè)量方法有以下優(yōu)勢(shì)：

4.1作業(yè)效率顯著提高，并降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。外業(yè)使用RTK測(cè)量技術(shù)，只需要將RTK基站架設(shè)在已知點(diǎn)上，不用轉(zhuǎn)站就能夠?qū)φ麄€(gè)煤場(chǎng)存煤量的位置、面積、煤堆高度和存煤量的外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成。

4.2提高了測(cè)量精度。在實(shí)地測(cè)量中，由于受到個(gè)別地方不能通視的客觀影響和因?yàn)檗D(zhuǎn)站勞動(dòng)強(qiáng)度增大從而不愿意多轉(zhuǎn)站的主觀影響，會(huì)造成復(fù)雜地段測(cè)點(diǎn)密度較低的情況，造成計(jì)算庫存煤量和實(shí)際庫存煤量的不符。RTK測(cè)量技術(shù)由于中間無需轉(zhuǎn)站，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，測(cè)點(diǎn)密度相應(yīng)就會(huì)較高，提高了測(cè)量計(jì)算成果的可靠性。

五、結(jié)束語

總之，GPS-RTK在礦區(qū)測(cè)量的應(yīng)用大大提高了精度而且降低了作業(yè)強(qiáng)度，簡(jiǎn)化了測(cè)量工作，是測(cè)量技術(shù)的重大飛躍。

參考文獻(xiàn)：

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