秦麗

摘要：在我國傳統(tǒng)礦山地質(zhì)測繪中，測繪工作要逐級控制按站布置全站儀，工作量大、受限條件多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對礦山測量提出新的要求，以RTK技術(shù)為核心的測量模式逐漸形成，彌補傳統(tǒng)測量工作不足，RTK技術(shù)使用載波相位動態(tài)實時差分方法對礦山進行精準實時測量、作業(yè)效率高、勞動強度低，可以有效提高礦山測量技術(shù)水平。本文通過蘭坪鉛鋅礦工程實例，分析總結(jié)RTK技術(shù)在露天礦山測量的工程系統(tǒng)、技術(shù)分類、技術(shù)特點，使RTK技術(shù)在露天礦測量工作得到科學(xué)應(yīng)用，提高測量效率，為同類礦山測量提供借鑒。

關(guān)鍵詞：RTK應(yīng)用;露天礦測量;精度;定位

引言

隨著測繪工作中對衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用，測繪工作已經(jīng)由原來靜態(tài)發(fā)展到使用載波相位動態(tài)實時差分方法的RTK技術(shù)。RTK技術(shù)在一定程度上解決了傳統(tǒng)技術(shù)受地形限制大，勞動強度高，時間消耗多，效率低的問題。RTK技術(shù)不僅對礦山開采提供數(shù)據(jù)支持，還能對礦山環(huán)境綜合評價系統(tǒng)和礦山生產(chǎn)平臺建設(shè)提供理論分析，讓生產(chǎn)單位依據(jù)RTK技術(shù)制定安全可靠的開采計劃。

1.RTK測量技術(shù)

（Real Time Kinematic）RTK技術(shù)是在測量過程中，采用載波相位觀測量作為根據(jù)進行實時差分GPS 測量，測量系統(tǒng)主要包括三部分：（1）衛(wèi)星接收系統(tǒng);在基準站和流動站至少各放一臺GPS用于接收信號（2）實時數(shù)據(jù)傳輸;基準站設(shè)置大功率放大設(shè)備，保證基準站發(fā)送數(shù)據(jù)被流動站實時接收（3）動態(tài)測量軟件;動態(tài)軟件保證測量數(shù)據(jù)精度，是RTK測量技術(shù)關(guān)鍵。RTK技術(shù)分為快速靜態(tài)測量和動態(tài)測量，快速靜態(tài)測量通過GPS設(shè)備靜態(tài)觀測獲得基準站實時數(shù)據(jù)，對目標站坐標值同步計算，不用持續(xù)跟蹤衛(wèi)星，本工程就是選用的快速靜態(tài)測量。RTK技術(shù)在露天礦山測量中的工作原理，通過實時動態(tài)圖像定位技術(shù)，可以顯示觀測點在對應(yīng)坐標系中精確到厘米的三維定位結(jié)果。在露天礦場測量時，RTK技術(shù)保證了控制點之間互通，同時只需較少人力安排流動站就能保證整個目標區(qū)域測量精度。

2.工程實例

2.1礦區(qū)自然概況

蘭坪超大型鉛鋅礦位于云南省蘭坪縣城西18千米處，探明鉛鋅礦儲量1500萬t以上。礦體分布較集中，礦體長600—1500米，分布范圍6.8平方千米，延伸350--800米，礦體平均厚度在25—45米。礦石礦物以閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鐵礦為主;脈石礦物以方解石、石英為主，天青石、重晶石、石膏次之;氧化礦石的礦物以褐鐵礦、菱鋅礦、水鋅礦為主。礦區(qū)周圍水資源豐富，富礦比例大，已成為我國重要的鉛鋅礦工業(yè)基地。蘭坪鉛鋅礦露天礦山地處海拔較高，山峰較多，地形條件較為復(fù)雜的山區(qū)，且排土作業(yè)、工業(yè)礦均在場外排土、堆排;露天礦區(qū)作業(yè)范圍大（兩個采場、兩個排土場、四個工業(yè)礦堆場），低矮灌木較多，徒步行走困難，通視效果差。

2.2測量工程

工程依據(jù)《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》開始測量?；鶞收驹O(shè)置在上空開闊，以基準站為中心方圓150米內(nèi)沒有電磁波干擾源，遠離大面積地表水水源，架設(shè)在地勢高交通便利的地點。流動觀測作業(yè)前，GPS接收設(shè)備連接檢測，因為本工程是露天金屬礦，測量范圍相對固定，坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)不用每次計算，只需第一次使用前計算出即可，后續(xù)可一直使用此參數(shù)。

2.3放樣應(yīng)用

放樣是為了達到露天礦山制定的測量精度要求，通過運用嚴格的礦山測量技術(shù)標準，結(jié)合采掘線和平臺高程點坐標，達到測量設(shè)定的目的，過程中要保證控制點坐標數(shù)值準確。測量時將設(shè)計好放樣點坐標輸入到設(shè)備中，移動設(shè)備使接收機能接收數(shù)據(jù)，測定定位點坐標。露天礦山用這種放樣法，能大大提高工作效率，同時可根據(jù)實際礦山測量需要進行程序補充修改。

2.4地質(zhì)勘查測量

為了更好研究露天礦山的成礦規(guī)律，要對地質(zhì)剖面進行測量，首先使用RTK技術(shù)首級控制網(wǎng)基礎(chǔ)上采集地表的地質(zhì)特征點坐標，然后利用RTK技術(shù)的線放功能，輸入剖面兩端點坐標，就可自動定位剖面線位置，繪出地質(zhì)構(gòu)造剖面圖。

2.5精度檢測

RTK測量后用全站儀進行回測，回測結(jié)果如下圖：依據(jù)表一數(shù)據(jù)分析可知，RTK測量數(shù)據(jù)精度更高，符合工程施工要求。

3 RTK技術(shù)指導(dǎo)鉆機隊打孔

在礦山施工中為保證施工場地的平整性，經(jīng)常要對鉆機打孔深度進行設(shè)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(shè)計孔底標高得出打孔深度。

4 RTK技術(shù)監(jiān)測邊坡穩(wěn)定

露天礦山開采中，邊坡穩(wěn)定性是礦山安全生產(chǎn)的重要保障，露天礦開采中利用RTK技術(shù)對監(jiān)測樁進行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測樁坐標變化對邊坡穩(wěn)定性進行分析，保障露天礦開采安全。

5 利用RTK測量技術(shù)進行施工質(zhì)量檢驗

利用RTK測量技術(shù)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。

6 RTK技術(shù)優(yōu)勢

通過蘭坪鉛鋅礦測量工程實例分析，總結(jié)出RTK技術(shù)有如下優(yōu)勢：

（1）目前我國露天礦山測量中RTK技術(shù)在一般工作環(huán)境中的精確度已達到毫米級，其一次性設(shè)站測量范圍達到方圓4千米，和傳統(tǒng)全站儀測量技術(shù)比人力消耗大大減少，同時設(shè)站點數(shù)少，操作時間快，極大提高礦山測量外業(yè)工作量。（2）放樣時間短，測量結(jié)果獲取速度快，儀器初始設(shè)置容易，設(shè)備之間聯(lián)通簡單，測量人員只需簡單學(xué)習(xí)即可操作（3）由于RTK技術(shù)主要應(yīng)用電磁波進行數(shù)據(jù)傳遞，對光學(xué)通視無要求，所以通視條件，地形等對RTK技術(shù)限制小，有利于它在地形條件復(fù)雜的礦山進行精準測量（4）RTK技術(shù)在野外借助無線設(shè)備進行測量減少測量時間，既提高效率又降低成本，在高程測量中可用無人化軟件自動測量，得到數(shù)據(jù)更加準確。

7 RTK技術(shù)不足和注意事項

（1）在本工程使用過程中，數(shù)據(jù)傳輸受到干擾，實測可用半徑小于儀器標準測量值，數(shù)據(jù)傳輸受障礙物影響（山體、高建筑物，電磁波源等），當(dāng)RTK作業(yè)半徑超一定距離時，測量誤差超過限制范圍。（2）對衛(wèi)星依賴高，衛(wèi)星系統(tǒng)位置是不斷變化的，美國衛(wèi)星使用位置最佳時，目標礦區(qū)在這一時間段可能不被衛(wèi)星很好覆蓋，這時使用RTK技術(shù)就會產(chǎn)生假值。在某些地區(qū)由于特殊原，衛(wèi)星信號被干擾屏蔽時間較長，測量工作會受到限制。在測量時發(fā)現(xiàn)晴朗天氣中午，受電離層干擾，接收衛(wèi)星數(shù)量常常少于5顆，則RTK技術(shù)無法使用。

（3）在礦區(qū)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中，高程測量經(jīng)常出現(xiàn)誤差，有些高程無法測量出結(jié)果。

隨著對礦山測量工作技術(shù)和精度要求，RTK技術(shù)使用已成必然，所以在使用中要采取正確的措施減少RTK技術(shù)應(yīng)用的不足，提高礦山測量精度。在RTK技術(shù)使用中應(yīng)注意使用前儀器設(shè)備檢查，做好保養(yǎng)維護。定時舉辦技術(shù)交流會議，在礦山測繪中遇到問題要及時提出并解決，要嚴格按照工程規(guī)范進行測量作業(yè)。測量時要實時檢查，對采集的數(shù)據(jù)做好預(yù)判，發(fā)現(xiàn)問題及時更改，保證測量精度。在礦山部分地勢陡峭位置或植被發(fā)育地區(qū)，信號接收困難，常常造成信號失鎖，如果失鎖要對接收機進行初始操作，初始操作可能導(dǎo)致部分點坐標無法測出，這就要求RTK技術(shù)使用時可以用全站儀進行配合。測量工程結(jié)束后后要建立完善的復(fù)查工作，組織專業(yè)人員對RTK技術(shù)的測量結(jié)果進行檢查，滿足礦山測量精度和技術(shù)要求。

8 結(jié)語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，我國經(jīng)濟和技術(shù)不斷進步，測繪行業(yè)的發(fā)展也越來越快。RTK技術(shù)在礦山測量行業(yè)的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)測量方法費時費力的工作情況，提高了礦山測量的精度和效率。與全站儀測量技術(shù)相比RTK技術(shù)的測量條件并不嚴格要求，數(shù)據(jù)獲取速度更快，精度誤差更小，人員投入更少，適應(yīng)范圍也越來越廣。利用RTK技術(shù)，有效保證礦山測量工作中各項數(shù)據(jù)準確，提高礦山開采安全性和礦山企業(yè)效率。相信隨著實用技術(shù)的不斷成熟以及儀器、軟件的完善，RTK技術(shù)在礦山測量中將得到更廣泛的應(yīng)用。

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