浅议矿山工程测量中RTK技术的应用现状及发展

摘　要：随着高新技术在工程测量中的应用，我国的矿山工程测量也取得了较大的进步。RTK技术以其精确度高和测量灵活等特点逐渐的取代了传统的测量技术，被广泛的应用于矿山工程测量活动中。

关键词：矿山工程测量；RTK技术；控制网

　　RTK技术是一种基于GPS全球定位系统的测量技术，GPS系统是美国在上世纪八十年代研制的一种全球卫星定位系统，目前已经被广泛的应用于各种生产生活领域，给工程技术的革新带来了很大变化。而RTK技术就是这样一种基于GPS系统的动态实时测量技术，它相较于传统的静态测量技术，具有实时、高校、便于操作、准确性高等特点，因此被广泛的应用于各类工程测量活动中，由此研发的各类测量仪器和设备也日趋完善。
　　一、RTK技术发展现状与工作原理
　　RTK技术是一种建立在GPS系统之上的测量技术，其主要的工作原理是差分技术的应用，即通过几台在固定测量点和测量位置的测量站的数据定位，来确定某一个移动点的位置的坐标。所以，RTK技术的操作必须要由多个移动站和测量点构成，并且通过各个移动站之间的信号传输来完成对待测点的位置的校正。并且，在测量的过程中一定要有一个过顶的参考坐标，所搜集到的位置信息都要根据这一参考坐标进行调整。
　　RTK技术能够将通过数据搜集工具所获得的信息反馈给控制中心，控制和处理中心根据已知数据和数据模糊度，对待测量位置的坐标值进行计算，其结果最高可精确到厘米。相对于传统测量以及GPS系统的静态测量技术，RTK技术具有更加动态和实时的特点，可以随着待测点的位置的变化直接反馈其数据信息，可以做到实时的跟踪测量，无疑大大便利了户外作业，也提高了测量工作的效率。另外，RTK技术是一种更加先进的测量技术，无论是从设备操作上还是从其精确度上，都要大大优于传统的测量技术，因为RTK技术可以适用于更加开阔的户外测量，并且其在测量过程中受到的外界干扰因素较少。
　　二、RTK技术在矿山工程测量中的实施与应用
　　矿山测量的难度在于其覆盖面积广，且地势复杂，存在的干扰因素多，基于上文中我们对RTK技术的作用原理和应用特点的分析，在矿山测量中选用RTK技术更为合适。不仅因为其测量结果的精度能够满足要求，还因为其在测量过程中对于环境的克服和适应能力更强。下面笔者从几个方面谈谈RTK技术的具体实施和应用。
　　1、矿区控制网布设
　　一般来讲，为了满足工程的测量需要，工作人员采用在高等级的基础上全面布GPS网会取得相对比较好的效果。同时，要注意的是将这些测量点在布设范围内尽可能的均匀分布，以便更好的确定GPS网与地面网之间的数据转换。在确定矿山测量点的布设范围后，要根据整体测量面积来确定闭合图形，这样有利于通过增加审核条件的方式来提高测量布点的准确度。在测量设备的选择上，以三台或者三台以上的徕卡设备为宜，在观测时间上五千米以内的试点测量应该控制在四十五分钟，而五千米以上的试点的测量时间应该相对延长，一般为一个小时左右为宜。保证测量时间可以有效的提高测量结果的精准度和固定解的精确度。在平差处理的问题上，应该通过对所得数据的分析得出合理的固定解，还要认真的检查同步环和异步环的吻合情况。如果设备启动后，应该先对基线进行处理，处理完成后在进行三维无约束平差的精度校对，并将结果输入已知坐标系统中。
　　2、RTK技术在矿山工程测量的应用
　　（1）采剥现状与地形测量。在采用传统方法对其进行测量时，需要对建立一些待测区域的控制点及图根点，并将这些点标注于工程现已掌握的各种图纸资料中。这是最传统的测量准备工作，也是最不利于提高测量效率的做法，此后，随着科学技术的发展，工作中逐渐的用然全站仪和电子手薄配合地物编码的形式对这种测点记录进行了改良。虽然方便了大比例尺的测量工作的开展，但是对于测量范围内的各种碎点也必须控制，以便控制和处理中心能够实时的反馈信息。而这些碎点的处理句需要工作人员进行手动排除，在作业的过程中，极易由于碎点的拼图不当导致返工，这也是非常不利于提高测量效率的。而RTK技术的出现就恰恰的避免了这些问题，因为RTK技术的覆盖范围广，所以一个测量点就可以满足了以10多公里为半径的测区的测量要求。不仅避免了返工问题，还减少了由于控制点的转移和重设以及重复导致的各种精度偏差。并且RTK技术的测量结果可以达到厘米级，其数据可以直接作为图形测绘的统计数据。
　　（2）物探点、钻孔、征地边界、境界线等工程放样。外业过程中，传统的测量方法需要按照计划中的定点随时移动钻孔的位置和设备的摆放位置。这个过程通常需要多名工作人员的共同努力才能完成，不仅耗费人力，还浪费了测量工作的时间。另外，在移动测试设备的时候，还要选择较好的视野，以免其受到干扰因素无法正常的传递信号。而RTK技术的使用，则避免了这些放样过程中的常见问题，通常只需要一个工作人员即可完成放养工作，因为放样的实施主要是通过时电子手薄的坐标录入功能实现的，不仅准确而且高效。
　　（3）土方工程量验收测量。徕卡GPS配合成图软件形成管理一体化数据链，减少数据转抄、输入等中间环节并实现CAD化。测量2-4s／点（精度2～3cm），用人数少但能快速完成月采剥工程平面图的数据采集、填绘更新和月底采集碎部点位测点工作，现有人员用以往测量仪器是无法实现月土方工程量验收的需要。非荫蔽矿区可考虑建立单基站CORS系统实现无人值守，用VRS技术提供GPS实时测量数据服务，满足采沙场、采石场等露天矿山工程测量等动态项要求且连续可靠。
　　三、RTKR术在矿山工程测量工作中的展望
　　采取RTK进行控制测量，能够实时知道定位精度，当点位精度满足要求了，很快便可以采集所需要点的坐标值。在测量工程中第一步是确定现有已知点和定出起始点。RTK测量容易比较3个点之间的坐标差而不是角度和距离，用坐标差值来检核起始点。以前的测量中选定至少3个控制点作为已知点来确定这些点的可靠性。当用RTK测量时，确定起始点就能够检验现有已知点间的关系和可靠性，它能在GPS参考框架WGS一84坐标系和当地的国家坐标系之间建立重要的联系，利用以往传统矿山工程测量工作需要多次的搬站，操作过程复杂、相互制约，适应性差，致使误差累计，降低精度。利用RTK能在快速动态初始化下实时计算出系统坐标并将坐 标直接记录保存，无需通视、相互联系各自独立，快速、准确的得到测量结果。RTK作业有着极高的精度与工作效率及质量，更不受人为因素的影响。RTK设备的缺点：采集测点时RTK依赖于可见到的卫星，在遮蔽地带使用会受到一些限制。为此.还需要垒站仪等测量工具配合。辅助相应的软件，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。
　　综上所述，RTK技术无论是从操作上还是从其测量结果上都更加的适用于矿山工程的测量工作，相对于传统的测量方法有着非常明显的优势。希望工程人员能够充分利用其应用特点来推动矿山工程的发展。
参考文献：
[1]刘加收、孟志河、张林杰，《GPS RTK技术在图根控制测量中的应用探讨》，《西部探矿工程》，2006年第S1期.
[2]李刚，《浅论GPS(RTK)测量在工程测量中的应用》，《甘肃科技》，2011年23期.
[3]金成赞，《浅析RTK在都龙露天矿建设中的应用》，《露天采矿技术》，2011年第04期 .