GPSRTK技术在矿山测绘中的应用分析

姜晓杰

摘要：随着我国科学技术的飞速发展，先进的地形测量技术逐渐被普遍的得到应用。其中GPS-RTK技术具有明显的优势，所以被广泛的应用于地形测量中。在矿山的绘制中，GPS-RTK是一种新型的矿区测量技术。本文就针对GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用进行深入探讨。

关键词：GPS-RTK技术；矿山；测绘；应用

在进行矿区的测绘工作进行中，平原地区由于地形相对平缓开阔，其测量条件较好，容易开展测绘工作。其测绘工具的选择也只需要采取更加简单的常规测量仪器就能完成相应工作。然而，当在进行具体的测绘工作中，一旦而临地形环境特征相对复杂，外部环境恶劣的情祝时，传统意义上的测绘工具无法达到测绘的需要，在这个时候，应当寻求一种能够进行复杂测绘工作的高效技术或者手段。

1、GPS-RTK技术简介

1.1GPS-RTK技术的作用

GPS-RTK技术拥有实时动态测量功能，所以，又被称为实时动态测量定位技术。它设立有基准站和流动站，并将二者完美结合、相互合作，同时作业，不但解决了传统测量技术的技术缺陷，还有效地提高了工作效率，降低了工作成本。GPS-RTK测量技术的精度极高，达到了厘米的级别，并能够全天候24h工作，还能在各种各样的环境下工作，它的种种优势不但让各大企业拍手叫好，还令广大测绘工作者爱不释手，使其在测绘领域拥有广阔的前景。

1.2GPS-RTK技术作业原理分析

GPS-RTK系统主要组成包括GPS接收机、数据传输系统、软件系统三大构成要素。其作业原理为：最少使用两台接收机（一台为基准站，一台为流动站），作业时各接收机同时作业，通过载波相位差分技术对两个测站的载波相位数据同时进行差分分析，从而获得测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并确保定位精度达到厘米级。在具体运行时，基准站接收机假设在固定节点上，并借助所携带的系统获得卫星原始数据，然后通过串行端口发射无线电，再由移动基准站接收后，汇同移动基准站所采集的本机原始数据，比对分析、统一处理后，求得两个接收机间精确至厘米级的基线向量，从而在此基础上根据固定基准站已知的坐标求得流动站坐标。通常在RTK模式下进行作业，基准站借助数据链实现观测值与自身坐标信息的传输，流动站接收到相关信息后，结合自身所采集信息，在系统内通过差分观测计算方式实现对数据的实时处理，其耗时往往不超过1s，即使流动站处于移动状态，也可以直接开机作业，在运动状态下实现对周边环境模糊度的搜索求解。

1.3GPS-RTK技术的特点

GPS-RTK技术在流动站内部设立了数据处理系统，能够及时、有效地整合处理搜集来的数据，省去了大量的中间环节，节省了时间，提高了工作效率。GPS-RTK技术的测量精度比较高，能够达到厘米级别，满足了相关工作对测绘精度的要求。同时，GPS-RTK技术还具有实时测绘功能，能够全天候24h监测，并能现场核对数据，这是传统技术所不可能达到的。另外，它还可以在恶劣的环境中完成测量工作，得到全方位的测量数据，这也是传统测量技术不可能做到的。GPS-RTK技术在完成基础设置后，只需要一个人便可以操作整个系统，节省了大量的人力、物力和财力。

2、GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用

在现代的矿山建设中，各个矿区的工程项目的建设都不能离开大量图纸的测绘工作。而且,由于我国经济的不断发展、对能源的需求越来越大,导致矿山建设的步伐的加快,从而使得矿区周围地表的环境变化较快。为了给设计单位或者施工单位提供准确的矿山信息,就有必要对山区进行准确而快速的测量。而GPS-RTK技术能够为矿山的测绘工作带来便利,最大程度上减小工作量、调高工作效率。其主要应用如下所示。

2.1矿区控制网路的建立与使用

在精确度方面，GPS-RTK技术完全能够满足建设矿区控制网络对于精度的要求;在覆盖范围方面，根据矿山具体情况，科学合理地安排基准站搭建地点,理论上完全可以覆盖整个矿区。另外要说明的是,尽量用最少的基准站全面覆盖所测矿区。因此GPS-RTK技术完全可以运用在矿区的控制网络的建设与使用中,不仅能够保证较高的精确度,还省时省力、方便快捷。

2.2监测矿山地表变形

井下煤炭资源的开采作业对地表和地形会有一定程度的影响，严重的会导致地表沉降，从而威胁矿区地表建筑物安全。借助GPS-RTK技术可以对矿山整体的地形开展全面有效的实时监测，从而便于及时发现可能出现的地表沉降变形事故，同时对发生的变形量进行精准测算，为预测矿山地表的进一步变形提供有效的参考指导，为矿山作业的安全开展提供资料。通过以往GPS-RTK技术在矿山地表变形监测中的应用，所得数据表明其在水平位移与垂直位移测定上均有很好的应用效果，数据精准度能够满足矿山测绘需求。

2.3放样工作

应用GPS-RTK技术进行矿山测绘工作的最后环节是放样工作，放样工作分为两种:点放样和线放样。在实际测绘工作中，需要结合实际情况选择放样方式，需要注意的是，无论应用何种放样工作，都必须注意先控制后碎步。具体而言，应该严格依据待测区域控制点计划为标准，制定完善的测绘工作流动方案，在待测区域测绘工作中，密切关注接收机的运行情况。在矿山测绘放样工作中，必须注意以下几点:第一，在进行控制点坐标输入过程中，必须保证数据输入的准确性;第二，综合考虑矿山测绘工作实际需要，确定控制点数量;第三，在进行控制点分布过程中，必须保证所有放样点分布的科学性和合理性。

3、GPS-RTK技术应用中的不足与注意事项

3.1GPS-RTK技术的不足

GPS-RTK技术作为一种高效的新型测绘工艺虽然在矿山测绘中有着十分广阔的应用前景，在实际的使用中也表现出一些不足之处，在此笔者结合自身经验对其加以总结归纳：a)鉴于GPS-RTK技术所得观测数据均为独立观测获得，所以在开始观测作业前、观测进行一段时间、观测作业完成前或仪器失锁后都应该联测已知点进行整体对比分析，确保仪器处于正常运行状态，确定所观测获得数据是否正确可靠；b)在山谷深处或存在密集高层建筑物的区域内，GPS-RTK技术的应用会受到一定的限制；c)现阶段，中国部分地区的高程异常图，尤其是山区有着一定的误差，一些地区甚至完全空白，这导致GPS大地高程在转化成正常高程数据时难度大幅增加，数据精准度难以保证；d)卫星高度截止角大小不定，使得测绘作业中可能发生某一个时间段或某一个区域内解算运行耗时长，乃至无法正常解算数据的现象；e)外出作业过程中，必须携带多块大容量电池或电瓶才能有效确保设备运行的电力供应。

3.2GPS-RTK技术应用中的注意事项

a)为确保测量精准度，作业时若需要改变精准站与移动站之间的间隔，其移动距离最好不超过10km，这是由于GPS-RTK技术测量作业时存在多种误差，如多路径效应和点位对中误差等；b)野外测量作业的最终目的是获得精准有效的内业成图，当一次作业所需测量的控制点较多时，应当提前绘制测量作业草图，以确保成图的精准度；c)为确保高程定位的有效性，应当尽可能选择同测区内均匀分布的控制点进行联测，从而获得准确度较高的高程转换参数。

4、结语

GPS-RTK技术在矿山的测绘工作中因其诸多的优点而被广泛运用,能够满足矿山设计与建设对于数据精确性与有效性的要求。

参考文献

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