張近芳

摘要：RTK技術(shù)在露天礦山測量中具有實時性、精度高、可靠性強、工作范圍大、精度分布均勻等特點。本文主要介紹了RTK技術(shù)在露天礦山測量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)；露天礦山測量；應(yīng)用

近年來隨著CORS基站的相繼建立并成為重要的地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，此技術(shù)中的RTK因其高效性和經(jīng)濟性成為測繪技術(shù)中的新寵。本人就RTK的工作原理及在露天礦山測量中的應(yīng)用情況簡單介紹：

一、RTK的工作原理

實時動態(tài)RTK（Real Time Kinematic），是以載波相位觀測量為依據(jù)的實時差分GPS測量技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新突破。RTK測量的基本工作模式是： 在基準站上安置1臺接收機為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)和測站信息，通過無線電傳輸設(shè)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(shè)備，接收基準站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后根據(jù)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△X、△Y、△H，加上基準坐標得到的每個點的WGS-84坐標，通過坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)得出流動站每個點的平面坐標X、Y和海拔高H）。

二、RTK在露天礦山測量中的應(yīng)用

露天礦山測量包括控制測量、地形圖測量、土石方量計算測量等。一般測繪技術(shù)路線主要有兩種：一種是利用全站儀、水準儀等設(shè)備，從已知點起算，逐步測量，求得所需數(shù)據(jù)；二是利用GNSS接收機，采用單基站模式，通過接收衛(wèi)星信號，利用地面已知點校正來求取待定點坐標。其弊端是每次測量基準站必須設(shè)立一基站點向流動站發(fā)布信號，制約了流動站作業(yè)范圍，且精度隨著距離的增加而增大。采用RTK只需與CORS系統(tǒng)聯(lián)系，便可作業(yè)，大大提高了效率和精度。

（一）工作效率

下面我以2016年5月份本人利用RTK測量技術(shù)在云南永昌硅業(yè)股份有限公司龍陵縣象達鄉(xiāng)白石頭山硅石礦開采現(xiàn)狀圖舉例說明：

開采現(xiàn)狀圖是公司對該礦山近年來開采充份了解實地的一個原始依據(jù)。

第一步本人將RTK基準站設(shè)立在地勢較開闊的地段，將設(shè)備連接好，調(diào)至開始工作狀態(tài)，整個架設(shè)儀器、數(shù)據(jù)校正過程簡單快捷。如采用全站儀測量則要在已知點架設(shè)儀器，對中整平，耗時將遠遠超出RTK架設(shè)時間

第二步是校點，利用礦山已有控制點T2和I-2進行儀器校正，用RTK校點基站上無需人員，一個人便可持子機到已知控制點進行校點。而全站儀則不同，需要架設(shè)在T2或I-2控制點上，要一個人在此觀測，另一人到另一控制點手持棱鏡才能完成校點工作。

第三步便是到測區(qū)進行測量，全站儀測量需要一人觀測儀器，另一個人持棱鏡才可以進行測量，而RTK則可以一個人持子機測量。

由此可見，用傳統(tǒng)全站儀進行測量至少需要2個人，而RTK一個人同樣可以完成測量任務(wù)。

白石頭山礦山礦權(quán)面積1.3179平方公里，現(xiàn)狀圖測量面積約0.32平方公里，若按以前水準儀、經(jīng)緯儀及全站儀傳統(tǒng)測量技術(shù)，此次現(xiàn)狀圖測量需要4-5天時間，然而本人利用RTK技術(shù)僅僅用了2天時間，有效的提高了工作效率。

（二）精度

RTK的測量精度包括兩個部分，其一是GPS的測量誤差，其二是坐標轉(zhuǎn)換帶來的誤差。

1.實時載波相位差分

我們知道，在利用GPS進行定位時，會受到各種各樣因素的影響（見上節(jié)中的GPS誤差源），為了消除這些誤差源必須使用兩臺以上的GPS接收機同步工作GPS靜態(tài)測量的方法是各個接收機獨立觀測，然后用后處理軟件進行差分解算。那么對于RTK測量來說，仍然是差分解算，只不過是實時的差分計算，也就是說，兩臺接收機（一臺基準站，一臺流動站）都在觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)，同時，基準站通過其發(fā)射電臺把所接收的載波相位信號（或載波相位差分改正信號）發(fā)射出去；那么，流動站在接收衛(wèi)星信號的同時也通過其接收電臺接收基準站的電臺信號；在這兩信號的基礎(chǔ)上，流動站上的固化軟件就可以實現(xiàn)差分計算，從而精確地定出基準站與流動站的空間相對位置關(guān)系。在這一過程中，由于觀測條件、信號源等的影響會有誤差，即為儀器標定誤差，一般為平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm.

2.坐標轉(zhuǎn)換

空間相對位置關(guān)系不是我們要的最終值因此還有一步工作就是把空間相對位置關(guān)系納入我們需要的坐標系中。GPS直接反映的是WGS，而我們平時用的則是北京54坐標系或西安80坐標系所以要通過坐標轉(zhuǎn)換把GPS的觀測成果變成我們需要的坐標。這個工作有多種模型可以實現(xiàn)，我們的軟件采用的是平面與高程分開轉(zhuǎn)換，平面坐標轉(zhuǎn)換采用先將GPS測得成果投影成平面坐標，再用已知控制點計算二維相似變換的四參數(shù)，高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型，利用已知水準點計算出該測區(qū)的待測點的高程異常，從而求出他們的高程。坐標轉(zhuǎn)換也會帶來誤差，該項誤差主要取決于已知點的精度和已知點的分布情況。

三、存在問題及解決方法

利用RTK進行測量不受大氣、地形、通視等條件的限制

且不受區(qū)域作業(yè)范圍的影響，可大大提高勞動生產(chǎn)率及精度。同時RTK也存在著不定性因素，如觀測時衛(wèi)星分布、衛(wèi)星信號、通訊網(wǎng)絡(luò)、接收機本身解算軟件、儀器周邊建筑及水、湖面的多路徑效應(yīng)都會降低觀測點的質(zhì)量。在作業(yè)前應(yīng)作好星歷預(yù)報，選擇好的觀測時段，并在控制點上進行檢核，確定儀器工作狀態(tài)。在RTK無法測量的區(qū)域，可采用常規(guī)測量儀器與RTK測量相接合的方法進行測繪，才能更好的提高效率，保證成果的質(zhì)量。

參考文獻：

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