论文部分内容阅读
[摘 要]矿产资源是我国工业生产的重要资源，近年来，随着我国社会经济迅猛发展，对矿产资源的需求逐年增加，因此，做好加强矿山测量，做好矿产资源开采工程尤为重要和紧迫。测量在矿山建设和采矿作业中占据着举足轻重的重要作用，是矿山建设和生产过程中的重要组成部分，它为矿山的规划设计、勘探、生产等方面提供了相关的数据和图纸。本文主要分析了GPS-RTK技术在矿山测量中的应用策略。
[关键词]GPS-RTK技术；矿山测量；分析
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0058-01
随着我国社会经济的快速发展，国家建设对矿产资源的消耗量日益增加，大量的矿产被开采，现已接近贫乏，这使得矿区建设不得不向地貌复杂的山区发展，这对矿山测量技术提出了更好的要求很标准。GPS-RTK技术是一种GPS实时载波相位差分测量技术，其主要原理是将GPS技术与数传技术相结合，实时实地进行测算和数据处理，并在一两秒内得出高度精确的位置信息。
1 RTK技术的优点
1.1 作业难度小、效率高。在信号覆盖范围内，用RTK技术测量一般的地形地势时，可以一次性完成任务，且仅需一人，也不需要搬站，不仅难度小，而且效率高，充分体现了RTK技术的优点。降低了测绘工作者的数量和劳动量，同时也节省了不少费用。
1.2 定位准确、数据安全可靠。在正常的作业条件下和一定的作业半径范围内（一般为4km），RTK技术的测量精度和准确度能达到毫米级，例如平面精准度是10mm+2×10-6m，高程精准度是20mm+2×10-6m。只有这样高精准度的定位信息，才能提供安全可靠的数据，提高测量质量。
1.3 打破作业中的多种条件限制。因为RTK技术突破了传统的光学通视要求，采用电磁波通视，所以在气候、能见度等方面的要求也没有以往那样严格。此外，由于电磁波的实物穿透性极强，很容易克服由地形复杂、地物障碍造成的困难，能在极短的时间内获得测量位置坐标，从而打破了作业过程中的各种条件限制。
1.4 自动化、集成化程度高，测绘功能强大。与传统测量技术相比，RTK技术多采用流动站内装式软件控制系统，自动化、集成化程度高，无需人工操纵，进而减少了人工误差。并且其测绘功能大，可以进行多种类多形式的测绘。这些特点保证了RTK作业的精准度和质量。
1.5 操作简便，能高效处理数据。RTK技术在设站时进行了专业的设备设置，简单易操作，能很快地进行输入、存储、处理、转换和输出等一系列数据处理过程，并且可以快捷地与计算机和其它测量仪器间进行信息的交换，从而高效地处理测量数据。
2 GPS-RTK技术在矿山测量中的应用
2.1 放样工作
一般来说，区域的放样是先控制再碎步的过程。对采用GPSRTK技术进行放样工作，首先应当根据测区内原有的控制点，制定相适应的观测方案，按照规范要求完成控制点的放样，直至满足矿区加密控制网精度的要求。控制点的地方坐标必须是相对准确的，且相应的大地坐标也是相对准确的。控制点的放样应数量足够、分布范围合理以及点间具有明确的相互关系。GPS-RTK技术的放样主要有两种形式，即点放样和线放样。采用GPS-RTK技术放样时，只需要把设计的点位坐标输入到电子手簿中，在场地上走动，依据GPS接收器的提示，从而确定出放样点的位置。GPS-RTK技术是通过坐标直接放样，操作简单，精确度高，从在矿山测量工程应用实践效果来看，其不仅仅能有效地提高矿山现场测量的工作效率，也完善了测量的指导工作。
2.2 矿区工程测量
2.2.1 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。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。
2.2.2 土方工程量验收测量。大宝山测量队每个月除了铁采场的采剥量验收外，还有铜采场、宏大爆破和十六冶的排土方量验收计算。用GPS-RTK在采場测量，如果信号好的话每2s-4s能完成一个点，精度能达到2cm～3cm，GPS还能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CASS制图数字化。RTK测量用人数少，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，大大提高了工作效率。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。
2.3 测区控制点联测解决高程异常值问题
在山区、高原等高程起伏较大的测区，测量往往会出现不小误差，使得大地高程与海拔高程之间的相互转换工作变得相对困难，而且转换值的准确度也不高，出现异常值。这些异常值最终会导致整个测量工作质量和效率的低下。为了很好的解决高程异常值的问题，各个测量点应与测区分布均匀的控制点联测，以获得精确的高程转换参数。
2.4 选用好质量机型解决精准度和稳定性问题
不同质量和型号的RTK机所测出的数值的精确度和稳定性相差较大，再加上天气、卫星、数据链传输等状况的影响，这些差别会在无形中再次扩大。针对这种状况，在测量时要选用精度和稳定性都较好的高质量机型，另外，要在已布设好的控制点周围增设一些检核点，对RTK的测量结果及其质量进行检，以增强测量的精准度和稳定性。
2.5 分时段测量解决电离层干扰问题
研究发现，中午时分，由于受电离层的干扰，利用RTK技术测量时接受到的卫星数时多时少，有时由于不能接收到来自全5颗卫星的数据，导致初始化时间过长甚至是不能初始化，使测量工作无法正常进行。而在上午11：00之前和下午3：30之后，电离层干扰减少，RTK的测量速度和精准度都有大幅提高。因此，为了减少电离层的干扰，应分时段进行测量，避开中午时分。
参考文献
[1] GPS-RTK在矿山测量中的应用[J].程广博，赵玉兰，董亚林.山东煤炭科技.2011（01）.
[2] GPS-RTK技术在矿区测量中的应用[J].于国强.山东煤炭科技.2012（04）.
[关键词]GPS-RTK技术；矿山测量；分析
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0058-01
随着我国社会经济的快速发展，国家建设对矿产资源的消耗量日益增加，大量的矿产被开采，现已接近贫乏，这使得矿区建设不得不向地貌复杂的山区发展，这对矿山测量技术提出了更好的要求很标准。GPS-RTK技术是一种GPS实时载波相位差分测量技术，其主要原理是将GPS技术与数传技术相结合，实时实地进行测算和数据处理，并在一两秒内得出高度精确的位置信息。
1 RTK技术的优点
1.1 作业难度小、效率高。在信号覆盖范围内，用RTK技术测量一般的地形地势时，可以一次性完成任务，且仅需一人，也不需要搬站，不仅难度小，而且效率高，充分体现了RTK技术的优点。降低了测绘工作者的数量和劳动量，同时也节省了不少费用。
1.2 定位准确、数据安全可靠。在正常的作业条件下和一定的作业半径范围内（一般为4km），RTK技术的测量精度和准确度能达到毫米级，例如平面精准度是10mm+2×10-6m，高程精准度是20mm+2×10-6m。只有这样高精准度的定位信息，才能提供安全可靠的数据，提高测量质量。
1.3 打破作业中的多种条件限制。因为RTK技术突破了传统的光学通视要求，采用电磁波通视，所以在气候、能见度等方面的要求也没有以往那样严格。此外，由于电磁波的实物穿透性极强，很容易克服由地形复杂、地物障碍造成的困难，能在极短的时间内获得测量位置坐标，从而打破了作业过程中的各种条件限制。
1.4 自动化、集成化程度高，测绘功能强大。与传统测量技术相比，RTK技术多采用流动站内装式软件控制系统，自动化、集成化程度高，无需人工操纵，进而减少了人工误差。并且其测绘功能大，可以进行多种类多形式的测绘。这些特点保证了RTK作业的精准度和质量。
1.5 操作简便，能高效处理数据。RTK技术在设站时进行了专业的设备设置，简单易操作，能很快地进行输入、存储、处理、转换和输出等一系列数据处理过程，并且可以快捷地与计算机和其它测量仪器间进行信息的交换，从而高效地处理测量数据。
2 GPS-RTK技术在矿山测量中的应用
2.1 放样工作
一般来说，区域的放样是先控制再碎步的过程。对采用GPSRTK技术进行放样工作，首先应当根据测区内原有的控制点，制定相适应的观测方案，按照规范要求完成控制点的放样，直至满足矿区加密控制网精度的要求。控制点的地方坐标必须是相对准确的，且相应的大地坐标也是相对准确的。控制点的放样应数量足够、分布范围合理以及点间具有明确的相互关系。GPS-RTK技术的放样主要有两种形式，即点放样和线放样。采用GPS-RTK技术放样时，只需要把设计的点位坐标输入到电子手簿中，在场地上走动，依据GPS接收器的提示，从而确定出放样点的位置。GPS-RTK技术是通过坐标直接放样，操作简单，精确度高，从在矿山测量工程应用实践效果来看，其不仅仅能有效地提高矿山现场测量的工作效率，也完善了测量的指导工作。
2.2 矿区工程测量
2.2.1 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。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。
2.2.2 土方工程量验收测量。大宝山测量队每个月除了铁采场的采剥量验收外，还有铜采场、宏大爆破和十六冶的排土方量验收计算。用GPS-RTK在采場测量，如果信号好的话每2s-4s能完成一个点，精度能达到2cm～3cm，GPS还能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CASS制图数字化。RTK测量用人数少，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，大大提高了工作效率。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。
2.3 测区控制点联测解决高程异常值问题
在山区、高原等高程起伏较大的测区，测量往往会出现不小误差，使得大地高程与海拔高程之间的相互转换工作变得相对困难，而且转换值的准确度也不高，出现异常值。这些异常值最终会导致整个测量工作质量和效率的低下。为了很好的解决高程异常值的问题，各个测量点应与测区分布均匀的控制点联测，以获得精确的高程转换参数。
2.4 选用好质量机型解决精准度和稳定性问题
不同质量和型号的RTK机所测出的数值的精确度和稳定性相差较大，再加上天气、卫星、数据链传输等状况的影响，这些差别会在无形中再次扩大。针对这种状况，在测量时要选用精度和稳定性都较好的高质量机型，另外，要在已布设好的控制点周围增设一些检核点，对RTK的测量结果及其质量进行检，以增强测量的精准度和稳定性。
2.5 分时段测量解决电离层干扰问题
研究发现，中午时分，由于受电离层的干扰，利用RTK技术测量时接受到的卫星数时多时少，有时由于不能接收到来自全5颗卫星的数据，导致初始化时间过长甚至是不能初始化，使测量工作无法正常进行。而在上午11：00之前和下午3：30之后，电离层干扰减少，RTK的测量速度和精准度都有大幅提高。因此，为了减少电离层的干扰，应分时段进行测量，避开中午时分。
参考文献
[1] GPS-RTK在矿山测量中的应用[J].程广博，赵玉兰，董亚林.山东煤炭科技.2011（01）.
[2] GPS-RTK技术在矿区测量中的应用[J].于国强.山东煤炭科技.2012（04）.