紀(jì)勇

摘要：RTK是一種新興的測(cè)繪技術(shù)，因其能高效精確地獲取目標(biāo)地物的坐標(biāo)信息，已廣泛應(yīng)用于測(cè)繪等領(lǐng)域。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦山的開(kāi)采提出了新的要求，如何快速大量獲取礦區(qū)地表地形信息，已經(jīng)成為測(cè)繪工作者需要研究的一個(gè)課題。隨著礦區(qū)開(kāi)采的進(jìn)行，測(cè)量工作者需要對(duì)礦區(qū)地形圖進(jìn)行不定期的補(bǔ)測(cè)并測(cè)繪大量的地形、地籍圖，其工作量很大，傳統(tǒng)測(cè)繪方法已經(jīng)很難滿足礦區(qū)的發(fā)展需求。本文結(jié)合礦山測(cè)量的特點(diǎn)，闡述和分析了RTK技術(shù)在礦區(qū)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，并就其作業(yè)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù) 礦山測(cè)量

1 概述

礦山測(cè)量中需要獲取礦區(qū)地表的大量地形圖等信息，礦區(qū)地形圖和地籍圖對(duì)于礦區(qū)開(kāi)采管理、礦區(qū)復(fù)墾、生態(tài)治理和整體規(guī)劃等有重要作用。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，GPS測(cè)量已經(jīng)從原來(lái)的靜態(tài)和快速靜態(tài)發(fā)展為更靈活的動(dòng)態(tài)差分DGPS以及載波相位差分RTK。國(guó)家等級(jí)三角控制網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的建立以及常規(guī)的平面控制測(cè)量都需要用到GPS，對(duì)于需要快速獲取信息的工程，利用GPS靜態(tài)作業(yè)配合快速靜態(tài)作業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，能夠大大提高作業(yè)效率。礦山測(cè)量中的沉降觀測(cè)、地形測(cè)量、勘探鉆孔放樣等，都需要實(shí)時(shí)獲取高精度的測(cè)量結(jié)果，傳統(tǒng)測(cè)量方法獲取數(shù)據(jù)的速度較慢，成本較高并且精度也較低，而利用RTK技術(shù)能夠很好地解決這些問(wèn)題。

2 RTK的技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 工作原理與系統(tǒng)組成 RTK技術(shù)，即動(dòng)態(tài)載波相位差分GPS。該系統(tǒng)中至少應(yīng)包含兩臺(tái)GPS接收機(jī)，其中一臺(tái)安置在基準(zhǔn)站上，另一臺(tái)或若干臺(tái)分別安置在不同的流動(dòng)用戶站上。基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)在坐標(biāo)已知的點(diǎn)上，且觀測(cè)條件較好的位置上。作業(yè)期間，基準(zhǔn)站的接收機(jī)應(yīng)連續(xù)跟蹤全部可見(jiàn)GPS衛(wèi)星，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶站。由基準(zhǔn)站得到GPS差分改正值，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線電方式實(shí)時(shí)傳遞給流動(dòng)站，流動(dòng)站既要接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，又要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用獲取的差分觀測(cè)值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，經(jīng)差分改正后解算出流動(dòng)站的實(shí)時(shí)位置，整個(gè)作業(yè)過(guò)程僅僅需要幾秒鐘。

2.2 RTK的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

2.2.1 效率高。在通常的地形測(cè)量中，RTK只要在信號(hào)覆蓋之內(nèi)其作業(yè)人員僅需1人，按照測(cè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌可邊走邊測(cè)，不需搬站。其作業(yè)流程充分說(shuō)明了RTK具有很高的作業(yè)效率，可以大大降低測(cè)繪工作者的外業(yè)強(qiáng)度，減少了作業(yè)時(shí)間，節(jié)約了成本，提高了效率。

2.2.2 精度高，數(shù)據(jù)可靠，誤差傳播少。按照RTK的作業(yè)要求進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集，通常認(rèn)為其作業(yè)半徑為4km，此時(shí)RTK的高程精度和平面精度能夠達(dá)到厘米級(jí)。目前RTK技術(shù)的測(cè)量精度為：平面10mm+2×10-6m，高程20mm+2×10-6m。

2.2.3 作業(yè)限制條件較少。RTK技術(shù)依靠無(wú)線電磁波進(jìn)行通信，因此不需要光學(xué)通視，相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量來(lái)說(shuō)，其受通視條件、地形、天氣等因素的限制較小。RTK能夠在地形地貌復(fù)雜的山區(qū)作業(yè)，而且只需幾秒鐘就能得到目標(biāo)的位置三維坐標(biāo)，因此相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量有很大的優(yōu)勢(shì)。

2.2.4 RTK作業(yè)功能強(qiáng)大，自動(dòng)化程度高。借助無(wú)線通訊等手段可實(shí)現(xiàn)RTK的內(nèi)外業(yè)測(cè)繪，大大減少了野外工作的時(shí)間。安裝有軟件控制系統(tǒng)的流動(dòng)站，能夠在無(wú)人為干預(yù)的條件下完成各種測(cè)量任務(wù)，其自動(dòng)化程度高，大大減少了輔助測(cè)量工作，避免了人為誤差，使獲取的數(shù)據(jù)具有更高的可靠性。

2.2.5 作業(yè)方便，容易操作，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。在進(jìn)行RTK作業(yè)時(shí)只需開(kāi)始時(shí)對(duì)基站和手簿進(jìn)行簡(jiǎn)單操作和設(shè)置，就可以進(jìn)行測(cè)量和放樣了。其自身所帶的軟件系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)輸入和編輯，還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)出和轉(zhuǎn)換，能與計(jì)算機(jī)設(shè)備很好的兼容，方便數(shù)據(jù)傳輸和通信，具有入手簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。

3 RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

RTK技術(shù)在礦區(qū)地形地籍圖測(cè)繪中有重要作用。相比傳統(tǒng)的常規(guī)測(cè)量，如全站儀測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量來(lái)說(shuō)，RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，能夠很好地滿足野外地形測(cè)量的需要，對(duì)作業(yè)條件要求少，使用方便，而且其精度和效率都非常高。在礦區(qū)缺乏測(cè)量資料的地區(qū)，RTK可以方便地獲取當(dāng)?shù)氐娜S坐標(biāo)，而不需要借助全站儀等傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行礦區(qū)聯(lián)測(cè)。RTK在礦山測(cè)量中必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，以下著重結(jié)合RTK的具體操作分析了在礦區(qū)測(cè)量作業(yè)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

3.1 基準(zhǔn)站的安置?；鶞?zhǔn)站既可以架在已知點(diǎn)上，也可設(shè)在未知點(diǎn)上。但是要求基準(zhǔn)站加設(shè)位置能夠充分發(fā)揮電臺(tái)的作用，通常應(yīng)選擇地勢(shì)較高，空曠無(wú)遮擋的區(qū)域，而且最好選擇測(cè)區(qū)的中心，這樣電臺(tái)的覆蓋范圍較廣。在基準(zhǔn)站200m的范圍內(nèi)應(yīng)避免干擾源和GPS信號(hào)反射源，以防止數(shù)據(jù)鏈的丟失和多路徑效應(yīng)。

3.2 流動(dòng)站配置。按規(guī)程將流動(dòng)站各配件組裝連接好。設(shè)置工程項(xiàng)目等手簿管理信息，輸入當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，按作業(yè)要求設(shè)置采樣率和高度截止角等。在礦區(qū)放樣時(shí)，應(yīng)提前將需要放樣的放樣點(diǎn)坐標(biāo)信息輸入進(jìn)手簿，并檢查是否正確，這樣可以為外業(yè)作業(yè)節(jié)省時(shí)間并避免作業(yè)失誤。

4 結(jié)語(yǔ)

GPS-RTK是新型的測(cè)量技術(shù)，具有精度好、成本低、效率高等特點(diǎn)，其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用日漸突出。只有進(jìn)一步地完善和推廣GPS-RTK技術(shù)，不斷改進(jìn)作業(yè)方式，才能適應(yīng)新的作業(yè)環(huán)境，更好地服務(wù)于礦山測(cè)量等領(lǐng)域。

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