RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)踐
　　鄭洪濤1盧西魁2
　　1.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局河南鄭州450016
　　2.鄭州工業(yè)貿(mào)易學(xué)校河南鄭州450007
　　摘要：介紹實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)(GPS-RTK)在某礦山測(cè)量中的應(yīng)用，闡述了測(cè)量的外業(yè)數(shù)據(jù)采集及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法及精度�？偨Y(jié)了RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的優(yōu)點(diǎn)及存在問題。
　　關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)礦山測(cè)量
　　RTK（RealTimeKinematic）定位技術(shù)是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的組合系統(tǒng)。它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果并達(dá)到厘米級(jí)精度。它觀測(cè)時(shí)間短、靈活方便、能實(shí)時(shí)顯示三維坐標(biāo)及精度。在RTK作業(yè)模式下基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站通過數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，然后采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，獲取必要的數(shù)據(jù)。
　　RTK技術(shù)在礦山測(cè)量工作中,主要用于礦區(qū)控制點(diǎn)加密,地形測(cè)量,鉆孔、剖面點(diǎn)、探槽、探井、坑口、取樣鉆孔、地質(zhì)點(diǎn)、近井點(diǎn)、坑口位置點(diǎn)的坐標(biāo)放樣與求測(cè),工程作業(yè)調(diào)度,地質(zhì)填圖等。我們?cè)谀车V區(qū)的控制測(cè)量、勘探剖面線、勘探工程點(diǎn)的放樣均采用RTK作業(yè)。
　　測(cè)區(qū)內(nèi)已有張莊、張橋、小張莊、鄉(xiāng)政府、孫寨、王莊等6點(diǎn)，我們又在測(cè)區(qū)內(nèi)地選了H07O0、H0720、H0672、H0678、、M011、MO12、MOl3、M014等8個(gè)點(diǎn)，按照Ⅳ等水準(zhǔn)的要求給每個(gè)點(diǎn)引測(cè)高程。測(cè)區(qū)附近有K006、N006等已知控制點(diǎn)，求出轉(zhuǎn)換參數(shù)后，以便檢核參數(shù)的正確性。控制網(wǎng)布設(shè)完成后，我們應(yīng)用南方8套雙頻接受機(jī)，進(jìn)行靜態(tài)觀測(cè)。把14個(gè)點(diǎn)分成兩組，每組觀測(cè)兩個(gè)時(shí)段，每時(shí)段60min，中間間隔10min，采用邊連接方式，以張莊一張橋基線邊作為兩組的公共邊，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。內(nèi)業(yè)平差采用TGOffice1.6軟件進(jìn)行，剔除個(gè)別不利因素影響的基線，進(jìn)行自由平差及三維約束平差，求得該網(wǎng)的大地坐標(biāo)及WGS一84坐標(biāo)。求得最大點(diǎn)位中誤差為±0.017m，邊長(zhǎng)最大相對(duì)中誤差為1/100988，各項(xiàng)指標(biāo)滿足《全球定位系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范》要求。然后我們把這兩套坐標(biāo)鍵入TSC手薄中，進(jìn)行“點(diǎn)校正”。校正完后最大水平殘差為±0.051m，最大垂直殘差±0.029m。
　　在測(cè)區(qū)首級(jí)控制的基礎(chǔ)上,利用點(diǎn)校正方法,求解坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)。選擇對(duì)天通視較好,四周無(wú)各種強(qiáng)電磁干擾源的地方設(shè)置基準(zhǔn)站。當(dāng)測(cè)區(qū)可見GPS衛(wèi)星數(shù)在5顆以上、PDOP值小于6時(shí),一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每臺(tái)移動(dòng)站只需一人即可進(jìn)行測(cè)量作業(yè),每次開始作業(yè)應(yīng)對(duì)已知控制點(diǎn)進(jìn)行檢查,確保系統(tǒng)無(wú)誤后,應(yīng)用GPS電子手簿即可進(jìn)行地形地物點(diǎn)、勘探坑道的采集或勘探線剖面、勘探工程點(diǎn)的放樣作業(yè),每點(diǎn)采集記錄時(shí)間約1～10秒。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK數(shù)據(jù)處理相對(duì)簡(jiǎn)單,外業(yè)測(cè)量采集的實(shí)測(cè)坐標(biāo)通過手簿的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),直接下載到計(jì)算機(jī)內(nèi)。可進(jìn)行圖形編輯,也可經(jīng)整理、分類、判斷形成文件后直接打印出來(lái)。在勘探工程點(diǎn)放樣上,RTK同樣能實(shí)時(shí)地提供導(dǎo)航數(shù)據(jù),不僅可以使你快速找到點(diǎn)位,而且能提供定位精度。如在勘探線上加放點(diǎn)和測(cè)點(diǎn),依據(jù)GPS電子手簿顯示的定線導(dǎo)航數(shù)據(jù)同樣能使你快速上線。利用GPS—RTK放樣,無(wú)需對(duì)講機(jī)傳遞導(dǎo)航數(shù)據(jù)和方向,GPS電子手簿導(dǎo)航畫面讓你輕松快速上點(diǎn)、上線,極大提高了工作效率,減輕了測(cè)量人員的工作強(qiáng)度。
　　該礦區(qū)大部分地區(qū)地勢(shì)起伏不大,天空開闊,除個(gè)別地方外對(duì)RTK作業(yè)無(wú)大的影響。重復(fù)測(cè)量同一點(diǎn)的坐標(biāo)較差統(tǒng)計(jì)表,見下表1。
　　表1重復(fù)測(cè)量同一點(diǎn)的坐標(biāo)較差
　　點(diǎn)號(hào) 實(shí)測(cè)坐標(biāo) 檢測(cè)坐標(biāo)
　　 X Y H X Y H
　　G1 3782976.437 630099.001 452.194 3782976.437 630098.999 452.182
　　G2 3782537.417 629488.469 381.122 3782537.415 629488.486 381.143
　　G3 3782560.414 629388.732 384.724 3782560.417 629388.717 384.717
　　G4 3763600.447 627415.046 604.956 3763600.452 627415.054 604.936
　　G5 3761946.678 626153.646 668.917 3761946.663 626153.633 668.936
　　G6 3760161.917 626087.969 650.510 3760161.927 626087.973 650.511
　　G7 3775161.727 637559.741 340.791 3775161.740 637559.755 340.779
　　G8 3779019.865 635810.863 346.936 3779019.908 635810.875 346.967
　　從表1來(lái)看,RTK測(cè)量既可以實(shí)時(shí)提供點(diǎn)位坐標(biāo)和高程,又可實(shí)時(shí)知道測(cè)量點(diǎn)位精度,能夠較大地提高工作效率。同時(shí)從測(cè)量結(jié)果來(lái)看,RTK測(cè)量點(diǎn)位精度可達(dá)厘米級(jí),完全能夠滿足礦山測(cè)量的需要。
　　通過實(shí)際作業(yè)可以看出RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯。它不受地形、氣候、季節(jié)等諸多因素的影響,而且定位精度高,數(shù)據(jù)安全可靠,測(cè)站間無(wú)需通視。在沒有已知基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)被破壞而造成的控制點(diǎn)不足的地區(qū)和由于地形復(fù)雜、地物障礙而造成的通視困難地區(qū)能快速的、高精度定位；綜合測(cè)繪能力強(qiáng),作業(yè)集成度高,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化�？蓜偃胃鞣N測(cè)量?jī)?nèi)、外業(yè)工作；操作簡(jiǎn)便,對(duì)作業(yè)條件要求不高,數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)能力強(qiáng),與計(jì)算機(jī)、全站儀等測(cè)量?jī)x器通信方便；作業(yè)人員少,定位速度快,綜合效益高。GPS接收機(jī)僅需一個(gè)人操作,在待測(cè)點(diǎn)等待1～2秒即可獲得該點(diǎn)的坐標(biāo),外業(yè)效率高，內(nèi)業(yè)便于計(jì)算機(jī)處理,節(jié)省了時(shí)間和人力。
　　但是由于礦區(qū)特殊的環(huán)境,存在一些不利于RTK作業(yè)的因素，在應(yīng)用中,就發(fā)現(xiàn)一些測(cè)量過程中的一些問題:
　　(1)各觀測(cè)值都是獨(dú)立觀測(cè)的,儀器是否處于正常狀態(tài),觀測(cè)的數(shù)據(jù)是否可靠?在開始觀測(cè)前、觀測(cè)一段時(shí)間、觀測(cè)結(jié)束前或儀器失鎖都要聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)進(jìn)行比對(duì),以確定基準(zhǔn)站和流動(dòng)站參數(shù)是否設(shè)置正確,數(shù)據(jù)鏈通訊是否正常。
　　(2)不能被衛(wèi)星很好地覆蓋地區(qū):如密集森林區(qū)、高山峽谷深處,RTK的使用受到限制,只能采用常規(guī)測(cè)量方法。
　　(3)RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確,但我國(guó)現(xiàn)有的高程異常圖在該區(qū)存在較大誤差,這就使得將GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得相對(duì)困難,精度也不均勻。所以只能在測(cè)區(qū)控制點(diǎn)上聯(lián)測(cè),求得較精確的高程轉(zhuǎn)換參數(shù)。
　　(4)在測(cè)量過程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在某個(gè)時(shí)間段或區(qū)域內(nèi)解算時(shí)間較長(zhǎng),有時(shí)甚至無(wú)法獲取固定雙差解。
　　RTK技術(shù)的應(yīng)用，很大程度上減輕了礦山測(cè)量的工作強(qiáng)度和難度，給礦山測(cè)量帶來(lái)極大方便，相信隨著RTK技術(shù)的不斷發(fā)展完善，它會(huì)礦山測(cè)量的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]周忠謨，易杰軍，周琪.GPS衛(wèi)星測(cè)量原理與應(yīng)用，測(cè)繪出版社，1999.6.

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