陳 晨

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊，安徽 安慶 246003）

在開展礦山地質(zhì)測繪工作的過程中，測繪的精度經(jīng)常會受到多種因素的影響而表現(xiàn)出一定的誤差現(xiàn)象，而這種精度上的誤差有時會直接影響到礦產(chǎn)資源的合理規(guī)劃和科學(xué)利用，繼而造成部分浪費現(xiàn)象的發(fā)生。礦山地質(zhì)測繪技術(shù)的相關(guān)研究可以為礦山地質(zhì)學(xué)的整體研究提供基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)，通過此種方式來獲得質(zhì)量更高的數(shù)據(jù)信息。在信息化技術(shù)不斷發(fā)展的影響下，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的應(yīng)用也變得越來越廣泛，為我國處于較為復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的礦山建設(shè)帶來極大的幫助。

1 礦山地質(zhì)測繪的研究現(xiàn)狀

開展礦山地質(zhì)測繪工作的目的即為后續(xù)的開采與建設(shè)提供方便，此項工作的開展一般是將先進的科學(xué)技術(shù)作為依據(jù)，通過測繪來得出準(zhǔn)確且有效的測量數(shù)據(jù)。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的影響之下，礦山地質(zhì)測繪工作在效率和質(zhì)量方面都出現(xiàn)了一定的提升，但是因受到我國對各類資源需求較大的影響，現(xiàn)有的礦山地質(zhì)測繪技術(shù)依舊需要得到進一步的提升。

現(xiàn)階段的礦山地質(zhì)測繪已經(jīng)積累了一定的研究成果，但是還需要進一步發(fā)展。GPS定位技術(shù)已經(jīng)在我國的礦山地質(zhì)測繪工作中占據(jù)了極為重要的地位，該項技術(shù)雖然在測繪效率與精度方面都展示出了一定的優(yōu)勢，但為了對礦山現(xiàn)代化建設(shè)的相關(guān)需求進行進一步的滿足，還需要對GPS定位技術(shù)的精度作出進一步的優(yōu)化[1]。RTK技術(shù)就是在此種背景下發(fā)展而來，使整個測量的精度和效率得到進一步的提升，同時也減少了外界因素對信號傳輸帶來的不利影響。GPSRTK測繪技術(shù)是將GPS衛(wèi)星定位技術(shù)作為基礎(chǔ)，將一部分儀器作為固定基準(zhǔn)站，另一部分作為在流動站來實施相應(yīng)的觀測工作，通過此種技術(shù)來獲得更為精準(zhǔn)化的定位信息。國外針對此種技術(shù)的相關(guān)研究處于較早階段，相對發(fā)達國家，我國針對RTK測繪技術(shù)的研究還處于起步尚晚的階段，需要對其進行進一步的探討與分析[2]。

2 GPS-RTK測繪技術(shù)在優(yōu)化精度方面的優(yōu)勢

GPS-RTK測繪系統(tǒng)主要是由GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)以及軟件解算系統(tǒng)共同組成，它作為一種新的衛(wèi)星定位測量方式，可以對兩個測量站的載波相位觀測差進行實時的處理，從而獲得厘米級精度的數(shù)據(jù)內(nèi)容，此種系統(tǒng)是優(yōu)化衛(wèi)星定位技術(shù)精準(zhǔn)度的重要內(nèi)容，需要對其多加關(guān)注。從GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)來看，它作為RTK測繪系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要是由基準(zhǔn)站、流動站和GPS接收設(shè)備共同構(gòu)成。從數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來看，它是由基準(zhǔn)站上的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置與流動站上的數(shù)據(jù)接收裝置共同構(gòu)成，是支撐測繪技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)裝置。從軟件解算系統(tǒng)來看，它是提升測繪精度的關(guān)鍵，在消除誤差方面發(fā)揮著重要作用。與其他測繪技術(shù)相比，GPS-RTK技術(shù)最大的優(yōu)勢即精度高，無論是將其應(yīng)用在礦山的平坦低端還是地勢復(fù)雜的地段，該項技術(shù)的應(yīng)用都可以為礦山測繪工作提供準(zhǔn)確性極高的數(shù)據(jù)內(nèi)容。礦山地形的影像數(shù)據(jù)采集是非常重要的內(nèi)容，通過此種方式來與礦山地形進行匹配，可以獲得較好的測量效果。在具體的地質(zhì)測繪工作當(dāng)中，礦山底部特征的圖像獲取起來具有一定的便利度，但是頂部的地形特征具有一定的復(fù)雜性，單純依靠衛(wèi)星定位技術(shù)無法獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于測繪工作當(dāng)中，可以在測量精度方面顯示出一定的優(yōu)勢[3]。RTK技術(shù)的應(yīng)用可以對圖像不均勻的問題進行規(guī)避，同時能將礦體的分布密度與高程準(zhǔn)確地反映出來，在反映礦山地勢走向方面也具有重要意義。

此外，RTK技術(shù)一般一人就可獨立完成，單次作業(yè)即可實現(xiàn)對4KM區(qū)域范圍額的勘察工作，并且不需要重復(fù)勘察，具有作業(yè)效率較高的特征。

3 礦山地質(zhì)測繪中GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用的基本流程

GPS高精密的測量需要利用載波相位進行觀測，RTK技術(shù)是以載波相位為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對被測點的位置進行實時的動態(tài)位置定位，并具有一定的精度。RTK工作方式中，參考站點將其觀察結(jié)果與測量點的坐標(biāo)信息通過資料鏈路傳輸?shù)搅鲃狱c。該流動站除了接收參考站點的資料外，也收集GPS的觀測資料，形成微分觀測量進行即時的分析，并在一秒之內(nèi)完成對 GPS位置的精確測量。所述流動臺可以是靜態(tài)或移動的；可以在一個特定的位置進行初始化，然后進行動態(tài)操作，或者可以在一個動態(tài)的情況下，直接啟動，并在一個動態(tài)的環(huán)境中進行整個的模糊搜索。當(dāng)一個完整的周期未知數(shù)被確定后，就可以對每一個周期單元進行及時的處理，并且保證四個以上的相位觀察和需要的空間坐標(biāo)，就可以在任何時候得到一個毫米的位置。RTK的基本原理是一樣的，但是它把衛(wèi)星的載波當(dāng)作它的訊號，而忽視了它所含的訊息。

3.1 業(yè)內(nèi)準(zhǔn)備工作

在開展礦山地質(zhì)測繪工作之前，需要以細致化的方式針對所測繪的區(qū)域進行一定的勘探，并以此為基礎(chǔ)來準(zhǔn)備相應(yīng)的業(yè)內(nèi)準(zhǔn)備工作。

首先要對工程的名稱進行標(biāo)注，接著要對各類的設(shè)備做出校驗處理，避免對后續(xù)使用的精度產(chǎn)生不利影響?；鶞?zhǔn)站和流動站的GPS接收設(shè)備需要進行合理設(shè)置，以相關(guān)經(jīng)驗為依據(jù)，可將基準(zhǔn)站和流動站的數(shù)據(jù)采樣頻率分別設(shè)置在4s～5s和1s～2s，將二者高度截止角設(shè)置在10°。在對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)已知的情況下，可將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到電子手簿當(dāng)中。在對計劃放樣點的線路方位角與坐標(biāo)進行設(shè)計時，需要格外注意準(zhǔn)確性與實時性[4]。

3.2 架設(shè)基準(zhǔn)站

將RTK測繪技術(shù)應(yīng)用于礦山地質(zhì)測繪工作當(dāng)中，首先要做的就是架設(shè)起基準(zhǔn)站，這是對數(shù)據(jù)鏈的通暢性進行保障的關(guān)鍵，只有這樣才能在野外測繪中獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。具體的架設(shè)工作中。一是要提前選取選取視野較為開闊的位置，避免周圍（200m以內(nèi)）存在大功率發(fā)射源和高壓輸電線路，防止出現(xiàn)干擾觀測信號造成測繪過程中數(shù)據(jù)鏈丟失等問題；二是要對基準(zhǔn)站的坐標(biāo)進行明確，并且要處于較地勢，同時為了減少測繪往返所浪費的時間，待測區(qū)的中央是比較適合的位置；三是要注意到南北極的衛(wèi)星空洞區(qū)，將基準(zhǔn)站的天線架設(shè)在GPS接收機的背面位置，讓測繪的精度可以得到進一步的保障。于基準(zhǔn)站覆蓋區(qū)域內(nèi)部選出相應(yīng)的點位之后，需將儀器設(shè)備架設(shè)到位，啟動接收機并完成衛(wèi)星高度角等參數(shù)的設(shè)置，就繼續(xù)設(shè)置流動站[5]。

3.3 選擇流動站

流動站的主要作用即對基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)進行接收，與基準(zhǔn)站共同構(gòu)成數(shù)據(jù)接收的主體。依據(jù)流動站的功能特征可知，流動站與基準(zhǔn)站之間的距離和通視方向數(shù)等，都會直接地影響到最終的測繪精度，因此需要流動站的選擇進行關(guān)注。一是要注意到流動站的選址不可距離基準(zhǔn)站較遠，以5km～10km為宜，最多不可超出15km。二要注意到通視條件，即便是條件較差的區(qū)域也需在流動站與基準(zhǔn)站之間留有至少一個通視風(fēng)向，若條件較好的空曠區(qū)域，需要留有2～3個通視方向。選出合適的流動站之后，需要配置相應(yīng)的測繪人員對其進行觀測，與接收機的天線形成連接狀態(tài)之后，將接收機啟動并做參數(shù)的合理設(shè)置，借助無線電實現(xiàn)基準(zhǔn)站與流動站的連接，可如下圖1所示。

圖1 基準(zhǔn)站和移動站的設(shè)置示意圖

3.4 野外數(shù)據(jù)采集

將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于野外數(shù)據(jù)的采集工作當(dāng)中，需要對GPS定位系統(tǒng)的靜態(tài)采集與動態(tài)采集功能進行應(yīng)用。其中靜態(tài)采集是將站點保持在相對靜止的狀態(tài)當(dāng)中，并以此種狀態(tài)對GPS衛(wèi)星信號進行接收，通過此種方式來實現(xiàn)對目標(biāo)點三維坐標(biāo)的有效接收，讓數(shù)據(jù)采集具有一定的連續(xù)性。而動態(tài)采集就是將GPS技術(shù)作為依據(jù)，將目標(biāo)物的坐標(biāo)確定下來之后再進行相應(yīng)的放樣操作。

3.5 GPS-RTK試測

在正式展開測繪工作之前，需要對控制點實施試測工作來實現(xiàn)對系統(tǒng)正常性的檢驗。試測工作的主要流程即打開基準(zhǔn)點的接收機，將點高和WGS-84坐標(biāo)輸入到其中之后，合理調(diào)電臺通道與靈敏度，并對電臺指示燈的正常工作與否進行觀察。接著需要以隨機選取的方式將流動點的接收機打開，通過一定的參數(shù)設(shè)置和初步的調(diào)試工作之后，將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入到其中，對接收指示燈的亮起情況進行觀察，最后對衛(wèi)星的觀測個數(shù)進行清點[6]。當(dāng)衛(wèi)星顆數(shù)≥5顆且PDOP值＜6時，就可實施各類放樣工作。

3.6 放樣測量

在開礦山地質(zhì)測繪工作的過程中，可將鉆探、槽探、探勘探網(wǎng)等方式應(yīng)用于其中，通過不舍工程點的方式來實施放樣測量的相關(guān)工作。礦山地質(zhì)測繪工作的開展多于地形較為復(fù)雜和交不便的山區(qū)，且面積十分廣闊，傳統(tǒng)的測繪技術(shù)無法發(fā)揮出精準(zhǔn)性，只有將RTK的測繪技術(shù)應(yīng)用其中，才能實現(xiàn)對測繪工作流程的有效簡化，讓工程點可以得到更為精準(zhǔn)的布設(shè)，進一步提升測繪作業(yè)的效率與質(zhì)量。具體的放樣工作主要有兩種形式，分別是點放樣和線放樣，無論是何種放樣方式，在具體的放樣測量當(dāng)中，都需要將待測區(qū)域的控制點計劃作為主要依據(jù)，通過制定出科學(xué)性的流方案，對放樣點的位置進行確定。在開展放樣工作的過程中，需要對電子手簿的控制點坐標(biāo)精準(zhǔn)度進行保證，同時還要將控制點的數(shù)目作為重點進行關(guān)注，滿足測量工作的最少要求。另外還要對控制點布設(shè)的合理性與科學(xué)性進行關(guān)注，保證好各放樣點之間的聯(lián)系性。

3.7 地形測量

GPS-RTK測繪技術(shù)在對地形進行測繪的過程中，具有作業(yè)時間較短的重要優(yōu)勢，因此此種測繪技術(shù)在應(yīng)用的過程中不需要對站點進行頻繁的更換，同時也不需要保證定向通視，在一定程度上降低了觀測誤差出現(xiàn)的概率。

此外，RTK測繪技術(shù)應(yīng)用的過程中，可以通過設(shè)置多個流動站的方式來實施相應(yīng)的測繪工作，在提升測繪效率方面具有重要意義。

4 GPS-RTK技術(shù)在礦山地質(zhì)測繪中的具體應(yīng)用

RTK采用了一個靜止的基地臺和一個移動臺，以減小移動臺的定位錯誤?；嘏_將修正資料傳送至流動臺。正像前面部分提到的那樣，與衛(wèi)星的間距主要是用載波的波長與衛(wèi)星與探測器的整個循環(huán)數(shù)目相乘，再加一個相位差值。由于一個或多個周期的信號會發(fā)生相位上的位移，所以決定循環(huán)的數(shù)目是不容易的。由此產(chǎn)生的錯誤與估算的循環(huán)次數(shù)乘以19厘米的波長的錯誤相等。解決了這種稱為“整型”的模糊查找問題，可以得到精確的毫米。為了減小這種錯誤，可以采用一種先進的統(tǒng)計學(xué)手段，將 C/A的數(shù)據(jù)進行對比，并對多個衛(wèi)星的最終距離進行對比。如果我們?nèi)匀患俣ㄦi的準(zhǔn)確率是1%，那么這個技術(shù)所能提供的改善將是很大的。

4.1 構(gòu)建礦山區(qū)域控制網(wǎng)

RTK技術(shù)的一大優(yōu)勢特征即精度高，此種技術(shù)對衛(wèi)星定位技術(shù)的精度進行了明顯的優(yōu)化，讓衛(wèi)星定位技術(shù)可以更好地適應(yīng)礦山區(qū)域的實際測繪需求。將RTK技術(shù)應(yīng)用在礦山區(qū)域控制網(wǎng)的構(gòu)建工作當(dāng)中，可以依據(jù)實際的礦山抵制條件來實現(xiàn)對基準(zhǔn)站和流動站的合理布設(shè)，通過此種方式來滿足礦山控制網(wǎng)對覆蓋范圍以及精度的要求，讓礦山建設(shè)變得更加精準(zhǔn)且便捷。

4.2 測量礦山地面形變

礦山形變會對礦區(qū)范圍內(nèi)的群眾安全產(chǎn)生直接性的影響，因此需要對礦山水平位移與地面沉降的情況進行測量，需要從不同的時間段來進行地面形變的測量，同時對不同時間測繪得出的數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析與對比。傳統(tǒng)的測量方式是通過建立多個形變觀測點使用全站儀來進行監(jiān)測，并對多次獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果進行比較，此種方式雖可行，但卻存在耗時較長的特點[7]。將RTK技術(shù)應(yīng)用于礦山地面形變的測繪當(dāng)中，可實現(xiàn)對測量點之間的位移情況進行動態(tài)化的監(jiān)測，并且精度可以達到厘米級的范圍。

4.3 對礦山進行工程測量

我國礦山多處于復(fù)雜的自然條件當(dāng)中，傳統(tǒng)的測繪方式來實施工程測量時無法很好地滿足礦山工程項目的實際需求，會在一定程度上影響到礦山的開發(fā)與利用。將RTK技術(shù)應(yīng)用在其中，可以憑借著實時監(jiān)測的手段來對礦山區(qū)域內(nèi)的地形地貌、地面沉降情況進行監(jiān)測，為礦山工程項目建設(shè)提供一定的數(shù)據(jù)參考。

4.4 測繪大比例尺地形圖

想要礦山開發(fā)利用的科學(xué)性進行保證，需要將測繪工作中的大比例尺地形圖繪制作為重點，以此作為礦山開發(fā)的重要依據(jù)。

傳統(tǒng)的衛(wèi)星定位測繪技術(shù)無法對復(fù)雜礦山的建設(shè)需求進行良好滿足，在測繪精度和效率方面的問題直接影響到了地形圖的獲取。將RTK技術(shù)應(yīng)用在野外測繪工作當(dāng)中，能夠?qū)τ嬎銠C相關(guān)軟件進行積極利用，通過數(shù)據(jù)的獲取、分析和處理，完成相應(yīng)的地形圖制圖工作，讓繪圖的精確度和效率都可以得到有效提升。

4.5 核查礦山地質(zhì)采剝量

礦山生產(chǎn)作業(yè)具有自身的特征，通常都會展開大規(guī)模剝離開采工作，想要在保證安全的基礎(chǔ)上滿足我國的礦產(chǎn)資源需求，需要對礦山地質(zhì)采剝量進行詳細地核查。在開展核查工作的過程當(dāng)中，使用傳統(tǒng)的測繪技術(shù)構(gòu)建控制網(wǎng)，會對通視條件提出較高的要求，且占據(jù)大量內(nèi)部空間，容易影響到核查的精度、效率與安全。將RTK技術(shù)應(yīng)用于其中，可以通過整體掃描的方式來獲得相應(yīng)的測繪結(jié)果，在保證測繪效率與安全方面具有重要意義。

5 結(jié)語

綜上所述，RTK測繪技術(shù)是將GPS衛(wèi)星定位技術(shù)作為基礎(chǔ)而發(fā)展得來的技術(shù)類型，在精度優(yōu)化方面發(fā)揮著極為重要的效果。將此種技術(shù)應(yīng)用于礦山地質(zhì)測繪工作當(dāng)中，不僅可以對作業(yè)的半徑進行擴大，還能在很大程度上提升測繪的精度和效率，在推動礦山地質(zhì)測繪工作質(zhì)量方面具有價值。