GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究（精选10篇）

篇1：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

[摘 要]本文简要介绍了GPS―RTK技术基本原理及构成，阐述了GPS―RTK技术在矿山测量中的应用，分析了GPS―RTK技术具体应用中的优势和优点，并就RTK技?g在实际应用中遇到的问题提出有益的见解。

[关键词]GPS；矿山测量；研究

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0116-01

在平原矿区的测量工作中，由于地面情况简单，使用常规测量仪器对矿区范围内的各种构筑物、地界、三下采煤观测、放样施上等进行施测是比较容易的。但随着社会经济的发展，国家建设对煤炭资源的消耗量日益增加，导致煤炭资源被大量开采，现已接近贫乏，这使得矿区建设不得不向深部发展，山区地形地貌复杂以及矿区范围内的各种沉陷造成地面测量控制点破坏、控制点不通视等实际情况，传统的测量技术使得测量效率和精度都得不到保障，因此，有必要寻求一种快速高效的测量手段以适应山区矿山建设的发展。GPS―RTK系统原理及构成1.1 基本原理

RTK测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTDGPS）测量技术。实时动态测量的基本原理是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电传输设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标，其精度可达到厘米级。这样通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测结果的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功，以减少冗余观测，缩短观测时间。

1.2 RTK测量系统的构成

RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。

1.2.1 GPS接收设备

由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确地解算整周未知数，所以在基准站和用户站上都设置双频GPS接收机。当基准站为多个用户服务时，则接收机的采样率应与用户接收机的最高采样率相一致。

1.2.2 数据传输设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射电台与用户设备的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量以及数据的传输速度。GPS技术在矿山测量中的作业流程

2.1 内业准备

在实施GPS外业测量前，应事先对测区进行踏勘，根据矿山测量的特点完成内业的准备工作，主要包括以下几个方面的内容：

（1）根据工程项目，设定工程名称；

（2）参数设置：基准站的数据采样率一般为4～5S，流动站的数据采样率一般为1～2S，高度截止角通常设定为10度。

（3）若已知坐标转换参数，则输入手簿。

（4）实施工程放样前，内业输入每个放样点的设计坐标、线路方位角，以便野外实时、准确放样。

2.2 基准站的安置

为保证观测的精度和提高工作效率，基准站的安置应满足下列条件。

（1）基准站可设立在精确坐标的已知点上，也可设立在条件较好的未知点上；

（2）基准站安置应选择在地势较高、通视无遮挡、电台有良好覆盖区域的地方，首选是测区中央地区。

（3）为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200米范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源。

（4）基准站电台的天线应架设在GPS接收机主机的北方。因为南北极附近是卫星的空洞区。

2.3 GPS―RTK施测及放样

在测区首级控制的基础上，利用点校正方法，求解坐标系统转换参数；选择对天通视较好，四周无各种强电磁干扰源的地方设置基准站。当测区可见GPS卫星数在5颗以上、PDOP值小于6时，一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每台移动站只需一人即可进行测量作业，每次开始作业应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，应用GPS电子手簿即可进行地形地物点、勘探坑道的采集或勘探线剖面、勘探工程点的放样作业，每点采集记录时间约1～10秒。实时动态RTK数据处理相对简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。如在勘探线上加放点和测点，依据GPS电子手簿显示的定线导航数据同样能使你快速上线。利用GPS-RTK放样，无需对讲机传递导航数据和方向，GPS电子手簿导航画面让你轻松快速上点、上线，极大提高了工作效率，减轻了测量人员的工作强度。RTK技术的优点

（1）具有实时性，这是一般的测量设备所不具备的，而且放样精度能达到厘米级别。

（2）RTK测量作业效率高。根据有关资料对比分析，GPS―RTK测量作业效率是传统导线测量的2～4倍。GPS―RTK的人力和没备的投入都比较少，常规测量手段需要的人力和设备的投入是GPS―RTK测绘手段的3倍左右。

（3）GPS―RTK测量成果在野外观测时是实时提供的，冈此能在现场进行校核数据，这是传统测量所不能及的。

（4）GPS―RTK测量的关键技术之一是快速解算载波的整周未知数，达到了快速，高精度，而且即使遇到障碍物失锁也可在重新捕获卫星并在数分钟后继续测量的技术前沿。RTK技术存在的问题与对策

4.1 GPS―RTK测量技术的不足

虽然RTK技术在矿山测量中有较广阔的应用前景，但是由于矿区环境较复杂，所以存在一些不利于RTK作业的因素，如山谷、森林大面积水域、高压线等。通过实际的应用，笔者发现RTK技术在矿山测量中的一些问题：

（1）由于各观测值都是独立观测的，因此，在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁后都要联测已知点进行比对才能检查仪器是否处于正常状态，观测的数据是否可靠。

（2）在山谷深处、密集高楼林立区等，RTK技术的使用将受到限制。

（3）我国在有些地区的高程异常图，特别是山区，存在较大误差，个别地区甚至还是空白，这就使得将GPS大地高程转换为正常高程的工作变得相对困难，精度也不均匀。

（4）由于卫星高度截止角大小不当，在测量过程中，有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长，甚至无法获取固定双差解。

（5）外业作业时，需要多块大容量电池、电瓶电力供应才能保证连续作、世以保证效率。

4.2 GPS―RTK测量中的注意事项

（1）为了保证精度，作业过程中移动站和基站间的距离尽量不要超过10km，因为GPS―RTK在测量过程中将有误差来源，如多路径效应、点位对中误差等。

（2）由于外业测量得最终目的是内业成图.如果测量点较多的话，为了成图的精确性，在外业测量时还需要进行草图绘制。

（3）为了获得较高的高程定位精度，应尽量与测区均匀分布的控制点联测，以求得较精确的高程转换参数。结论

从前面的叙述可知，与传统的观测方法比较，RTK技术具有集成化、自动化高的特点，适应矿区动态测量和经常化的要求，因此，GPS―RTK在矿山T程测量上具有很大的发展前景。

（1）GPS―RTK作业精度高且不受环境和距离的限制，在地形条件困难地区、局部重点工程地区等施测也很方便。

（2）GPS―RTK能实时地得出所在位置的空间i维坐标，这将彻底改变矿山测量的模式。

（3）只要我们科?W设计、精心施测，GPS―RTK完全可以满足矿区控制网的布设和矿区变形监测的要求。

参考文献

[1] Dini03电子水准仪说明书[M].北京：北京麦格天?|科技发展有限公司.2012

[2] 张国良等.矿山测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社.2008

[3] 张华海，李景芝.GPS定位技术在矿区地面形变测量中的应用【J1.测绘通报，2000，4.[4] 栾元重，韩李涛.矿区GPS变形监测与变形分析【J】.测绘工程，2006，11.

篇2：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

摘要：文章简要介绍了GPS—RTK技术基本原理及构成，阐述了GPS—RTK技术在矿山测量中的应用，分析了GPS—RTK技术具体应用中的优势和缺点，并就RTK技术在实际应用中遇到的问题提出相关的见解。

关键词：卫星；GPSRTK；动态定位；矿山测量

实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术lGPS—RTK系统原理及构成发展的一个新突破，在矿山中的应用极为广泛，主要11基本原理用于矿区地形测量、爆破工程测量，采剥矿岩量验实时动态(RTK)定位系统由基准站、流动站和收、排土场和尾矿坝测量、钻孔、剖面点、探槽、取样数据链组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的钻孔、技术境界的标定和地质点的坐标放样与求测、保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为地质填图等。20008年在白云铁矿东采场1544基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连8m清扫平台和主采场166i续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，1482n清扫平台，全长60000余米勘探线的施工放样工作；东采场钻孔孔位通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，流的测量和靠界验收测量；以及2009年的排土场验收动站上的计算机(手簿)根据相对定位的原理实时工作中都采用了RTK技术，测量1～2s，精度就可计算显示出流动站的3维坐标和测量精度。这样用以达到..1～3cm，且整个测量过程不需要通视，效率户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解高，有着常规测量仪器不可比拟的优点。..算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。1．2RTK测量系统的构成

RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。

1．2．1GPS接收设备

在基准站和用户站上，分别设置双频GPS接收机。由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确的解算整周未知数。当基准站为多用户服务时，其接收机的采样率应与用户接收机采用率最高的相一致。1．2．2数据传输设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射台与用户站的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量、数据的传输速度。1．2．3软件系统

支持实时动态测量的软件系统的质量和功能，对于保障实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性和精确性，具有决定性意义。这种软件系统突出的功能是能够快速解算整周未知数，选择快速静态、准动态、和实时动态等作业模式，实时完成对解算结 果的质量分析和评价。2 GPS技术在矿山测量中的作业流程 2．1内业准备工作

内业准备在实施GPS外业测量前，应事先对测区进行踏勘，根据矿山测量的特点完成内业的准备工作，主要包括以下几个方面的内容：

(1)根据工程项目，设定工程名称。

(2)参数设置。基准站的数据采样率一般为4～5s，流动站的数据采样率一般为1～2S，高度截止角通常设定为lO。(3)若已知坐标转换参数，则输人手簿。

(4)实施工程放样。实施工程放样前，内业输入每个放样点的设计坐标、线路方位角，以便野外实时准确放样。2．2求定测区转换参数

矿山测量是在WGS一84坐标系或独立坐标系上进行的，这就存在WGS一84坐标与独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。(1)对于较大型的测区事先测定转换参数，在RTK作业时，直接输入参数和基准站坐标。利用高等级控制点同一点的2种坐标求出的转换参数。

(2)也可在RTK作业时临时求得转换参数。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS一84坐标，然后流动站联测3个以上的高等级的控制点，求解坐标转换参数。2．3基准站的安置(1)基准站可设立在精确坐标的已知点上，也可设立在条件较好的未知点上。

(2)基准站安置应选择在地势较高、通视无遮挡、电台有良好覆盖区域的地方，首选是测区中央地区。

(3)为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200m范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源。

2．4 GPS～RTK施测及放样

在测区首级控制的基础上，利用点校正方法，求解坐标系统转换参数，选择对天通视较好，四周无各种强电磁干扰源的地方设置基准站。当测区可见GPS卫星数在5颗以上，一般只需5～15s就可完成初始化而得到固定解J。每台移动站只需一人即可进行测量作业，每次开始作业应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，应用GPS电子手簿即可进行地形地物点、勘探线剖面、勘探工程点的放样作业，每点采集记录时间约1～10s。实时动态..RTK数据处理相对简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。可进行图形编辑，也可经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。在勘探工程点放样上，RTK同样能实时地提供导航数据，不仅可以使你快速找到点位，而且能提供定位精度。如在勘探线上加放点和测点，依据GPS电子手簿显示的定线导航数据同样能够快速上线。利用GPS---RTK放样，无需对讲机传递导航数据和方向，GPS电子手簿导航画面可以快速上点、上线，极大提高了工作效率，减轻了测量人员的工作强度。因此，RTK测量既可以实时提供点位坐标和高程，又可实时知道测量点位精度，能够较大地提高工作效率。同时从测量结果来看，RTK测量点位精度可达厘米级，完全能够满足矿山测量的需要。3 RTK技术的测量速度

RTK技术的测量速度主要由初始化所需时间决定，初始化所需时间又由RTK技术差别、接收卫星的数量和质量、RTK数据链传输质量等因素决定，快速解算技术越先进，在一定的高度角下接收到的卫星数量越多、质量越好，RTK数据链传输质量越高，初始化所需时间就越短。在良好的环境条件下，RTK初始化所需时间一般为几秒；不良环境条件下(尚满足RTK基本工作条件)，技术先进的接收机也需要几分钟到十几分钟，而技术较差的接收机则很难完成初始化工作。我们目前使用的拓普康公司生产的HIPER双频RTK在良好的环境下，初始化所需时间为5S到.10min这取决于基线的长度和多路径效应的强烈程度。在不良环境下，仍能较顺利地进行RTK测量，主要是这种机型拥有先进的共同跟踪专利技术和多路经抑制专利技术，即使测区内有一部份地方环境恶劣，其观测值点位中误差仍在±2．5cm以内。4 RTK技术的优点

(1)传统测量外业容易受到地形、气候、季节等诸多因素的影响，使测量精度、作业速度都受到很大限制，在能见度低，通视条件差的情况下，有些测量作业根本无法进行，而GPS—RTK技术解决了这个问题。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完5km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数。

(2)定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累，测站间无需通视。在没有已知基准点或基准点被破坏而造成的控制点不足的地区和由于地形复杂、地物障碍而造成的通视困难地区都能快速的、高精度定位。

(3)综合测绘能力强，作业集成度高，易实现自动化。可胜任各种测量内、外业工作。基准站能够为不同用户提供多项信息输出，流动站利用内置软件控制系统，在作业时无需人工干预便可进行整周未知数的动态初始化解算，使辅助测量工作尽可能减少，作业精度也自动控制和记录，从而使自动化作业指挥系统的建立成为可能。

(4)操作简便，对作业条件要求不高，数据传输、处理、存储能力强，与计算机、全站仪等测量仪器通信方便。

(5)作业人员少，定位速度快，综合效益高。GPS接收机仅需一个人操作，在待测点等待1～2S即可获得该点的坐标，外业效率高，内业便于计算机处理，节省了时间和人力。5 RTK技术的缺点

虽然RTK技术在矿山测量中有较广阔的应用前景，但经过工程实践证明，GPS—RTK技术存在以下方面不足。(1)各观测值都是独立观测的，仪器是否处于正常状态，观测的数据是否可靠?在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁都要联测已知点进行比对，以确定基准站和流动站参数是否设置正确，数据链通讯是否正常。

(2)受高程异常值问题的影响，RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得比较困难，精度也不均匀，影响 RTK的高程测量精度。(3)在测量过程中，有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长，有时甚至无法获取固定双差解，这时可适当提高高度截止角。

(4)不能达到1000％的可靠度，在稳定性方面不及全站仪，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。6结束语

在科学技术飞速发展的今天，GPS—RTK技术给测绘工作带来了革命性的变化，它改变了传统的测量模式，它能够实时完成厘米级定位精度，在不通视的情况下远距离测量坐标，它具有测量人员少、速度快、不需要同时观测、精度高等特点，能够极大地提高工作效率。但是它的作业方式是依赖于有足够的卫星数、稳健的数据链等外界条件，在矿山测量中显得很突出，有时会出现无法正常作业的情况，这就需要不断完善GPS —RTK技术，寻求先进的作业方式，使RTK技术不断成熟，才能够更好的服务于矿山测量。参考文献

篇3：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

1.1 基本原理

采用载波相位观测量为根据, 实时动态差分法 (RTK) 是一种新的常用的GPS测量技术。在基准站上, GPS接收机对经过其上方的可见卫星进行实时的连续性观测, 利用无线电等设备传递发送到用户观测站;在用户观测站, 对于基准站获取的数据采取实时接收, 之后利用相对定位的原理, 显示出能保证观测站精度达到厘米级的三维坐标。该结果可以实时的反映出基准站和观测值用户坐标解算的收敛情况, 并根据该收敛情况来判断其质量, 从而达到在减少观测数量的同时能够提高效率。

1.2 RTK测量系统的构成

RTK测量系统主要由三部分构成, 分别是GPS接收设备、数据传输系统和软件系统。

1) GPS接收设备。由于双频观测值的精度较高, 并且能够准确解算整周未知数的同时保证效率, 因此双频GPS接收机分别设置在基准站和用户站上。

2) 数据传输设备。数据传输设备, 也称之为数据链, 由两部分组成:用户观测站的接收机以及基准站的无线电发射台。结合基准站和用户站之间的数据的传输速度、距离和环境质量, 决定数据传输设备的频率和功率。

3) 软件系统。软件系统在支持实时动态测量时的功能以及质量决定了其可行性、可靠性以及精确性。利用这种软件系统, 能够实现快速静态、准动态和实时动态等不同作业模式的快速选择和切换, 快速解算出整周未知数, 能够实时分析和评价解算结果的质量。

2 GPS-RTK技术在矿山测量中具体应用

2.1 内业准备

结合具体的矿区情况和矿山测量所有的特点进行准备工作, 主要有:1) 由项目情况确认工程名称。2) 获取工程范围内的控制点并进行分析和实地考察, 判断控制点形成的控制网是常规的还是GPS网, 并确保这些点可作为基准点。3) 确认参数设置:一般情况下, 在基准站, 数据采样率为4-5s;在流动站, 为1-2s。高度截止角在通常情况下设置为10度。4) 坐标转换参数已知时, 将该参数输入到电子手薄。5) 在需要放样的情况下, 为了能够在野外实地完成精确并且实时的工程放样, 每个点的坐标以及线路的方位角需要手动的输入到电子手薄中。

2.2 求解工程相对测区的转换参数

一般的矿山测量坐标系是北京坐标系或者独立的坐标系, 意味着需要进行WGS-84坐标系与该坐标系之间的转换。确保能够实时给出当地坐标这是RTK最基本的作业要求, 所以坐标转换工作尤为重要。

1) 在测区较大的情况下, 需事先测定出由同一高等级控制点的两种坐标求取的具体的转换参数, 在实际作业即GPS-RTK下, 直接输入获取的参数和坐标。

2) 在RTK工作时也可实时求取转换参数:具体为先建立基准站, 要求在视野开阔的地方, 四周无高大建筑和树木群, 实时单点定位WGS-84坐标, 然后联测三个以上的高等级控制点作为流动站, 从而联合解算出坐标参数。

为获取转换参数需联合三个以上且包含北京54坐标或地方坐标、WGS-84地心坐标的已知点, 这些点最好均匀分布在测区四周及中心且利于控制测区。为了确保其有效性和可靠性, 可利用最小二乘法求解。

2.3 基准点的安置和测定

基准站的安置在满足下列条件下可保障精度的同时提高效率。

1) 基准站一般设立在已知精确坐标的控制点上, 但是如一些未知点的条件较好也可设立。

2) 对于基准站安置环境, 需设立在视野开阔、地势较高、电台覆盖区域良好的地点, 并优先考虑将基准站安置在测区中央地区, 方便数据信号的传输。由于电磁波会影响到数据的传输, 需尽量避开有较多电磁波干扰的地方。

3) 对于高压线、无线电发射台等干扰源会对数据的传输造成影响, 会使数据丢失或发生多路径效应, 因此不要将基准站设立在这些干扰源和发射源附近。

4) 由于GPS卫星在南北极附近有空白区, 所以基准站电台的天线需架设在GPS接收机主机的北方。

2.4 GPS-RTK施测及放样

为实现GPS-RTK施测及放样, 首先如2.2中所述利用点校正, 在对测区进行首级控制之后, 求解坐标系的转换参数;然后按照2.3中所述, 将基准站安置在满足视野开阔、无干扰等条件的区域。在测区内可见五颗以上卫星, 并且PDOP值小于6时, 完成初始化后获取固定值只需要5-15s。对于每一个移动站, 只需安排一人进行测量, 在进行测量作业时, 首先需检查控制点, 确保无误后, 对地形、地物以及勘探巷道的采集和相关工程放样工作则可利用电子手簿进行直接的作业, 只需1-10s即可完成一次采集记录。

GPS-RTK的数据处理工作相对简单, 外业测量中获取的实时坐标可通过手簿与计算机建立传输后直接下载, 并进行编辑、整理、分类等后期作业后可直接打印。在进行工程放样之后, GPS-RTK可以方便的实时提供数据来进行导航, 从而快速找到待放样点, 整个过程不再如传统的测量手段需要借助对讲设备来确认方向等数据, 电子手簿能极大的提高工作效率的同时降低测量工作人员的工作强度。

2.5 野外作业过程

利用GPS-RTK整个野外作业实测的过程为:1) 在基准站GPS接收机的实时动态差分系统中输入获取的测区坐标的转换参数;2) 安置GPS接收机于选定的有良好条件的基准站上, 打开后输入该站点的坐标和天线高, 接收机会利用转换参数将该坐标转换到WGS-84坐标系统下;3) 基准站实时接收卫星信号, 并将观测值、工作状态等信息发送出去;4) 流动站接收机在接收卫星信号的同时获取来自基准站的数据, 从而联合生成该流动点的WGS-84坐标系下, 再利用转换参数, 计算得到其地方坐标系下的数据, 实时显示供测量人员利用。

3 RTK的不足及其解决办法

3.1 受卫星状况限制

对于某些时间段而言, 如当时卫星位置对美国而言是最佳, 但是却不能覆盖到世界上的所有国家, 这就会导致假值的现象出现。另外, 卫星信号被长时间的遮挡、覆盖, 如一些高楼密集的城区、森林密集区, 又或者是高山深谷中, 都会使RTK的作业受限。因此, 对于出现的假值情况而言, 可以采取RTK测量成果的品质控制方法来解决;对于作业受限的情况, 则需要选择适当的作业时间来减少误差。

3.2 环境影响

环境的影响, 除了在卫星信号易被屏蔽区域, GPS也会受到电离层的干扰, 尤其在中午的时候, 而且存在共用卫星数少的情况, 一般只能接受到五颗及以下的卫星数, 这都会使初始化变得困难, 增大测量的难度甚至无法测量。

3.3 数据传输受限

各种高频信号以及高大山体、高大建筑物等都易干扰RTK数据的传输。数据信号在传输过程中的衰减会降低外业作业的精度。另外, 当RTK作业半径超过根据机型不同限制的距离时, 也会导致测量结果误差超限, 所以一般情况下RTK的实际作业有效半径比标称半径要小很多。工程实践和研究表明, RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%, 同时与静态测量相比, RTK测量更容易出错, 所以采取品质控制很有必要。

4 结论

综上, GPS-RTK技术的发展进步及在矿山测量中的应用, 将有利于促进矿山测量进步与发展, 改变观念并转变传统生产作业方式, 并逐渐形成以数据采集、输入、分析、处理、保存、输出为一体技术系统。今后的矿山测量工作应着重于开发和应用以GPS-RTK技术为代表的测绘新技术, 争取早日实现我国的矿山企业数字化。

参考文献

[1]刘基余, 等.GPS测量原理及其应用[M].北京:测绘出版社, 2002.

篇4：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

【关键词】GPS-RTK技术 矿山测量 定位精度 作业效率

【中图分类号】 TN948.61【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158（2013）07-0018-02

前言

GPS全球定位系统经过近20年的实践应用，以全天候、高精度、自动化、效率高等显著的优点，赢得了广大用户的信赖，并成功应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科。

近年来，GPS（Global Positioning System）在矿山测量中得到了迅速的推广应用，例如矿区控制网的建立、基建工程的放样、地籍测量、地面原矿及精矿收方等。常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要测后利用随机软件进行解算才能获得成果，而RTK（Realtime Kinematic）实时动态差分法采用了载波相位动态实时差分方法，能够在野外实时得到厘米级定位精度，是GPS应用的重大里程碑，该项技术具有作业效率高、定位精度高、作业条件要求低、操作简便等优点，具有很强的应用性。

1 GPS—RTK系统基本原理及构成

1.1 GPS—RTK系统基本原理

GPS全球定位系统是以24颗卫星（21颗工作卫星+3颗备用卫星）为基础的无线电导航定位系统。GPS系统有三大部分组成，即空间部分、地面监控部分、用户设备部分（接收机）。GPS的定位原理：卫星连续发送卫星星历参数和时间信息，用户设备（接收机）接收到信息后，经过计算求出接收机的三维位置（X，Y，Z）、三维方向以及运动速度等数据。

GPS—RTK系统由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成，是以载波相位观测量为根据的实时差分测量技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。

基本工作原理是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站（用户站）不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站用户站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。根据基准站和流动站的工作原理，测量人员携带流动站在测区可以既快又准确地进行定位测量、放样、地形测量等测量工作。

RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般要求9600以上的波特率，这在无线电条件下容易实现。

1.2 GPS—RTK系统的构成

RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。

（1）GPS接收设备

在基准站和用户站上，分别设置双频GPS接收机。由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确地解算整周未知数。当基准站为多用户服务时，其接收机的采样率应与用户接收机采用率最高的相一致。

（2）数据传输设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射台与用户站的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量、数据的传输速度。

（3）软件系统

支持实时动态测量的软件系统的质量和功能，对于保障实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性和精确性，具有决定性作用。这种软件系统突出的功能是能够快速解算整周未知数，能选择快速静态、准动态、和实时动态等作业模式，实时完成对解算结果的质量分析和评价。

2 GPS—RTK技术在矿山测量中的作业流程

2.1 内业准备

在实施GPS-RTK测量作业前，应事先对测区进行踏勘，根据矿山测量的特点完成内业的准备工作，主要包括以下几个方面的内容：

（1）设定工程名称；

（2）参数设置：基准站的数据采样率一般为4～5S，流动站的数据采样率一般为1～2S，高度截止角通常设定为10度。

（3）若已知坐标转换参数，则输入手簿。

（4）实施工程或征地界址点放样前，内业输入每个放样点的设计坐标，以便野外实时、准确放样。对于观测条件不好的地段，可配合全站仪使用。

2.2 求定测区转换参数

矿山测量是在北京坐标系或独立坐标系上进行的，存在着WGS-84坐标与北京坐标系或独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出碎步点坐标，这使得坐标转换工作非常重要。主要有以下两种方式：

（1）对于较大型的测区事先测定转换参数，在RTK作业时，直接输入参数和基准站坐标。

（2）在RTK作业时临时求得转换参数。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS—84坐标，然后流动站联测3个以上的高等级的控制点，求解坐标转换参数。

2.3 基准站的安置

为保证观测的精度和提高工作效率，基准站的安置应满足下列条件。

（1）基准站可设立在高等级已知点上，也可设立在条件较好的未知点上。

（2）基准站安置应选择在地势较高、通视无遮挡、电台有良好覆盖区域的地方，首选是测区的中间地带。

（3）为防止多路径效应和数据链的丢失，基准站200米范围内应无高压电线、电视差转台、无线电发射台等干扰源，周围应无GPS信号反射源。

（4）基准站电台的天线应架设在GPS接收机主机的北方。

2.4 点位施测及放样

在测区首级控制的基础上，利用点校正方法，求解坐标系统转换参数；选择对天通视较好，四周无各种强电磁干扰源的地方设置基准站。设置好流动站后，当测区可见GPS卫星数在5颗以上、PDOP值小于6时，一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每台移动站只需一人即可进行测量作业，每次开始作业应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，应用GPS电子手簿即可进行地形地物点、勘探工程点、征地界址点、工程施工的放样作业，每点采集记录时间约1～10秒。实时动态RTK数据处理相对简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。可进行图形编辑，也可经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。利用GPS-RTK放样，无需对讲机传递测量数据和方向，GPS电子手簿导航画面可以让测绘人员快速上点、上线，极大提高了工作效率，减轻了测量人员的工作强度。

3 GPS—RTK应用及定位精度分析

3.1 可用于矿山控制测量。

常规控制测量要求点间通视，费时费工，而且精度不均匀，外业不知道测量成果的精度。使用RTK技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度。这样可以大大提高工作效率。笔者曾就职的金山店铁矿的地形图测绘由武汉勘察研究院有限公司测绘公司承担。四等GPS控制测量和一级GPS测量，采用了美国Trimble5500接收机和Leica GPS GX1230接收机进行了测量，仪器标称精度为5mm+1ppm。通过几年的实践证明，点位精度完全满足矿山测量的要求。

3.2 可应用于地籍圈定范围测量和界址点放样。

在地籍和圈定范围测量中，应用RTK技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍与圈定范围图，能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入电脑，可及时准确地获得地籍和圈定范围图。但在影响GPS卫星信号接受的遮蔽地带，应采用全站仪等测绘仪器，进行碎步测量或放样。2008年笔者参与了金山店铁矿铁灵线的界址点放样工作，铁灵线周边的地形地貌非常复杂，初始采用全站仪放样，每天只能完成数十个界址点，而采用了RTK测量系统后，每天可完成上百个界址点的放样工作。从而看出使用RTK放样速度快，降低了人力物力成本，大大提高了工作效率，并且精度也满足了要求。

3.3 可用于地面原矿收方作业。

矿山采用的原矿及精矿收方大多是全站仪观测，需要观测员、记录员各一名，跑尺人员两名，共4人。而在同样条件下采用RTK技术，在基准站架设完成后，只需一人即可完成作业，且大大缩短了观测时间，从而保证了工作效率的提高。

3.4 可用于矿区露天回填区及尾矿坝变形测量等。

3.5 可用于放样土地权属界线、矿区工程测量、纵横断面图的测量、钻孔放样等。

3.6 定位精度分析。

参考两种RTK测量系统提供的参数，如表1：

由表1可以看出，满足矿山测量要求。

4 GPS—RTK技术的优缺点

4.1 GPS—RTK技术优点：

（1）测站之间无需通视，观测距离远，这一特点使得选点更加灵活方便。

（2）测量精度高，误差之间互相独立、不积累、不传递。只要能满足RTK测量的基本要求，在规定的作业半径范围内，RTK的测量精度都能达到厘米级。

（3）集成化、自动化程度高、数据处理能力强。

（4）操作简便，对作业条件要求不高，数据传输、处理、存储能力强，与计算机、全站仪等测量仪器通信方便。

（5）作业人员少，定位速度快，综合效益高。接收机仅需一个人操作，在待测点等待l～2秒即可获得该点的坐标；内业便于计算机处理。GPSRTK测量作业效率是传统测量的2到4倍，传统测量人力设备的投入是GPS-RTK测绘手段的3倍左右。

（6）全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

4.2 GPS—RTK技术缺点：

（1）在山谷深处、原始森林等区域，RTK技术使用将受到限制。笔者这几年在武钢集团公司主导投资的利比里亚邦矿项目中使用RTK测量就遇到此类问题，因树木高大茂盛，高度截止角达不到要求，只能采用全站仪测量。

（2）受卫星状况限制。GPS系统的总体设计方案是在 1973年完成的，受当时的技术限制，总体设计方案自身存在很多不足。随着时间的推移和用户要求的日益提高，GPS卫星的空间组成和卫星信号强度都不能满足当前的需要。例如在中、低纬度地区每天总有两次盲区，每次20～30 min，盲区时卫星几何图形结构强度低，RTK测量很难得到固定解。同时由于信号强度较弱，在对空遮挡比较严重的地方 GPS无法正常应用。

（3）受电离层影响。白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。经验表明，每天中午l2～l3点RTK测量很难得到固定解。

（4）受数据链电台传输距离影响。数据链电台信号在传输过程中易受外界环境影响，如高大山体、建筑物和各种高频信号源的干扰在传输过程中衰减严重，严重影响外业精度和作业半径。另外，当 RTK作业半径超过一定距离时，测量结果误差超限。

（5）受高程异常问题影响。RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常分布图在有些地区，尤其是山区存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得比较困难，精度也不均匀，影响 RTK的高程测量精度。

（6）不能达到 100%的可靠度。RTK确定整周模糊度的可靠性为95%～99%，在稳定性方面不及全站仪，这是由于 RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。

5 提高RTK作业效率的方法

如上所述，虽然RTK技术应用有一定缺陷，但经大量的工程实践证明，其优点远远大于缺点，况且有些优点是常规测量方法所不能比拟的，因此RTK测量技术才风靡全国，在测量界引发了一场技术革命。针对RTK技术的缺点，通过几年的工程项目实践，我们摸索出下面几条优化施测方法，以弥补RTK技术的不足，提高作业效率。

（1）摸清仪器特性

通过在各种条件下反复试验，摸清仪器各种特性，如能否达到标称精度，在各种条件下的测量误差和作业半径，摸清仪器的稳定性和各种条件下的初始化能力及所耗时间等等，以便应用时得心应手。

（2）注重基准位置的选择

基准站尽量设置在点位较高的控制点上，以利于接收卫星信号和数据链信号，控制点问距离应小于RTK有效作业半径的2/3倍。为方便对RTK测量成果进行控制检核和避免出现作业盲点，应在测区内环境不良地区增设一些控制点，选点还应避免无线电干扰和多路径效应。

（3）合理选择作业时问

通过下载星历文件了解测区的卫星分布情况，编制可行的作业计划，尽量避开卫星信号盲区和中午电离层干扰大的时段，提高作业效率。

（4）选择合理的作业流程

在植被茂密等对空通视受限的测区，通过采用常规方法和GPS技术相结合的生产流程可以极大地提高生产效率。如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

6 总结和建议

在科学技术飞速发展的今天，GPS—RTK技术给矿山测绘工作者带来了革命性的变化，它改变了传统的测量模式，它能够实时达到厘米级定位精度和在不通视的情况下远距离测量坐标，它具有需要的测量人员少、速度快、不需要同时观测、精度高等特点，能够极大地提高工作效率。但是它的作业方式是依赖于有足够的卫星数、稳健的数据链等外界条件，在矿山测量中显得很突出，有时会出现无法正常作业的情况，这就需要不断完善GPS—RTK技术，并且与其它测绘设备、手段相结合，寻求更加先进的作业方式，高效能地完成矿山测量的各项工作任务。

参考文献

[1] 徐绍铨等，GPS测量原理及应用，武汉测绘科技大学出版社，1998年10月第一版

[2] 于兴旺、王普红等，不同GPS接收机RTK定位精度比较分析，测绘信息与工程，2007年8月

[3] 夏广岭、王美英，GPS—RTK放样内外一体化的实现，煤炭工程，2007年第8期

篇5：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

GPS RTK技术在公路测量中的应用

本文详细介绍了GPS RTK的原理和主要定位模式,论述了GPS RTK技术在公路测量中的应用前景,结合实际运用进行了精度分析,阐述了GPS RTK技术的.局限性.

作 者：韩传德 作者单位：安徽省第二测绘院,安徽合肥,230031刊 名：江西测绘英文刊名：JIANGXI CEHUI年，卷(期)：“”(3)分类号：关键词：GPS RTK技术 公路测量 体会

篇6：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

结合平度市地籍测量,简单介绍GPS-RTK技术的的测量方法,对GPS-RTK技术的可靠性、稳定性及定位精度进行分析,认为只要采取合适的.观测方法,GPS-RTK技术完全可以应用于地籍测量.

作 者：梁会议 刘士宁 LIANG Huiyi LIU Shining 作者单位：梁会议,LIANG Huiyi(平度市国土资源储备中心,山东平度,266700)

刘士宁,LIU Shining(中国海洋大学,山东青岛,266002;青岛市国土资源和房屋管理局,山东,青岛,266002)

篇7：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

GPS RTK 定位技术在地籍测量中的应用及分析

基于全国第二次土地调查,介绍了基于全球定位系统(GPS)的实时动态(RTK)定位技术,提出了运用RTK定位技术在地籍测量中应用的新方法,利用实例证明了其可靠性.

作 者：牛志国 余正昊  作者单位：牛志国(大连市征地事务服务处,辽宁,大连,116011)

余正昊(山东交通学院土木工程系,山东,济南,250002)

刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(15) 分类号：P2 关键词：RTK定位技术   地籍测量  

篇8：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

矿山测量主要指的是矿山控制测量, 矿山工程测量, 矿山地形测量以及矿山地形图的编绘等方面。目的是在矿山建设和采矿过程中, 为矿山的规划设计、勘探建设、生产和运营管理以及矿山报废等进行的测绘工作。

传统的测量方法, 费工费时, 要求两点间通视, 且精度分布不均匀, 外业测量时不知其精度。GPS-RTK技术是一种载波相位差分GPS技术, 以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点著称, 尤其在高海拔地区作业, 降低了外业观测强度和内业计算工作量, 提高了工作效率。

1 RTK定位技术特点

RTK (Real-Time-Kinematic) 技术是GPS实时载波相位差分的简称它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果, 并达到厘米级精度。在RT K作业模式下, 基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据, 还要采集GPS观测数据, 并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态, 也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。

2 RTK的工作原理

实时动态 (RTK) 定位系统由基准站、流动站和数据链组成, 建立无线数据通讯是实时动态测量的保证, 其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点, 安置一台接收机作为参考站, 对卫星进行连续观测, 流动站上的接收机在接收卫星信号的同时, 通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据, 流动站上的计算机 (手簿) 根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的3维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况, 根据待测点的精度指标, 确定观测时间, 从而减少冗余观测, 提高工作效率

3 RTK技术在矿山测量中的应用

RTK的应用主要是测量各个观测点的两维坐标, 从而得到测点的水平移动变形数据。笔者进行了大量的观测工作。通过实测资料分析, 下面结合RTK技术特点和实际应用体会, 说明其在测量工作中的便利。

1) 减少了人员投入。RTK测图只需3~4人便可完成, 且作业效率和精度大大提高, 出错率减少。基准站安置好以后在仪器有效作业半径内不需迁站;

2) 在控制点上安置好基准站以后, 便可用流动站测量, 无需再更多布设测图图根点;

3) 在矿区, 可以用RTK直接测设图根控制点配合全站仪进行测图, 大大提高测图精度和速度;

4) 在矿区工程测量中, 有时候需要现场知道坐标及精度, 如果采用普通测量方式是办不到的, 而采用RTK技术, 就能够现场提供实时三维坐标, 并且还能查看坐标的精度。

4 RTK技术的优点

1) 测量精度高

RTK基线向量的相对精度一般在10-5~10-9之间, 这是普通测量方法很难达到的。

2) 选点灵活、不需要造标、费用低

不要求测站间相互通视, 不需要建造觇标, 大大降低了布网费用。

3) 全天侯作业

不受地形、气候、季节等诸多因素的影响, 在任何时间任何气候条件下均可以进行GPS观测。

5) 观测时间短

布设一般等级的控制网时在每个测站上的观测时间一般在1~2个小时左右。

6) 操作简便

对作业条件要求不高, 数据传输、处理、存储能力强, 与计算机、全站仪等测量仪器通信方便。

7) 观测处理自动化

布设控制网观测工程和数据处理过程均是高度自动化的。

5 RTK技术的缺点

虽然RTK技术在矿山测量中有较广阔的应用前景, 但经过工程实践证明, GPS-RTK技术存在以下方面不足。

1) 受信号影响

因矿洞受地面影响无法接到信号, 所以RTK只适合露天作业;在露天矿的矿坑内、排土场的下面、林区及高大的楼房附近等都不利于RTK基准信号的大面积覆盖, 这可能导致一些区域出现RTK作业盲区, 不能实现RTK实时测量。针对这种现状, 我们应该采取GPS与全站仪相结合, GPS定位, 全站仪辅助测量的方法进行作业。

2) 天空环境影响

GPS接收机受卫星情况、数据连接情况, 以及电离层、对流层、云层折射误差的影响, 接收到的卫星数量少, 常常接收到不足5颗卫星;因此就会出现初始化时间过长甚至不能初始化, 也就无法进行测量作业;所以在采用GPS进行作业时应选择周围无建筑物遮挡、无高压电、天空晴朗的的有利环境。

3) 高程异常值问题

RTK作业模式要求高程的转换必须精确, 在高原地区, 高程起伏较大的地区, 尤其在山区、矿区, 存在较大误差, 这就让GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相对困难, 精度也不均匀, 致使露天矿验收采集的野外数据高程精度极大降低, 同时也带来了测量技术上的风险。为了很好的解决这个问题, 应与测区分布均匀的控制点联测, 求得精确的高程转换参数。

6 结论

在科学技术飞速发展的今天, RTK (GPS) 测量新技术给测绘工作尤其是高原测量工作带来了巨大的变化, 它改变了传统的测量模式, 它能够实时完成厘米级定位精度和在不通视的情况下远距离测量坐标, 它具有需要的测量人员少、速度快、不需要同时观测、精度高等特点, 能够极大地提高工作效率, 值得大力推广。

摘要：RTK技术是GPS测量技术发展中的一个新突破, 在测量领域中已得到广泛的应用, 尤其在高原地区矿山测量中非常适用。本文分析了GPS-RTK技术具体应用中的优势和缺点, 并就RTK技术在实际应用中遇到的问题提出相关的见解。

关键词：GPS-RTK技术,矿山测量,应用技术,优势

参考文献

[1]罗斐, 邵金强.1RTK技术在公路测量中的综合应用[J].地矿测绘, 2006.

[2]胡伍生, 等.GPS测量原理及其应用[M].北京:人民交通出版社, 2003.

篇9：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

【关键词】露天矿测量；GPS（RTK）技术

1.GPS一RTK系统原理及构成

1.1基本原理

实时动态测量（RTK）定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。

1.2 RTK测量系统的构成

1.2.1 GPS接收设备

在基准站和用户站上，分别设置双频GPS接收机。由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确的解算整周未知数。当基准站为多用户服务时，其接收机的采样率应与用户接收机采用率最高的相一致。

1.2.2数据传墉设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射台与用户站的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量、数据的传输速度。

1.2.3软件系统

支持实时动态测量的软件系统的质量和功能，对于保障实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性和精确性，具有决定性意义。这种软件系统突出的功能是能够快速解算整周未知数，选择快速静态、准动态、和实时动态等作业模式，实时完成对解算结果的质量分析和评价。

1.3实时动态RTK测量模式主要有3种

（1）快速静态测量。采用这种测量模式，要求GPS在每一用户站上静止地进行观测。它可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪，其定位精度达1～2cm。这种方法可应用于城市、矿山等区域性的控制测量，工程测量和地籍测量。

（2）准动态测量。这种测量模式，要求流动的接收机在观测工作开始之前，首先在某一起始点上静止地进行观测，也就是进行初始化。初始化后，在其他观测站上只需测量1～2s，即可获得该点的三维坐标，目前，其定位精度可达厘米级。它要求在观测过程中，要保持对观测卫星的连续跟踪。这种方法主要应用于地籍测量、碎部测量、线路测量和工程放样等。

（3）动态测量。动态测量模式和准动态测量一样，一般需要在起始点上进行初始化，之后，运动的接收机按预定的时间间隔进行自动观测，并连同基准站的同步观测数据，实时地确定采样点的空间位置。其定位精度也可达到厘米级。这种测量模式，也要求对所测卫星进行连续跟踪。适用于航空摄影测量、航道测量以及运动目标的精密导航。

2.GPS 技术在矿山测量中的作业流程

2.1准备工作

（1）检查和确认：基准站接收机、流动站接收机开关机正常，所有的指示灯都正常工作，电台能正常发射，其面板显示正常，蓝牙连接是否正常。

（2）充电：确保携带的所有的电池都充满电，包括接收机电池、手簿电池和蓄电池，如果要作业一天的话，至少携带三块以_L 的接收机电池。

（3）检查携带的配件：出外业之前确保所有所需的仪器和电缆均已携带，包括接收机主机，电台发射和接收天线，电源线，数传线，手簿和手簿线等。

（4）己知点的选取：避免己知点的线性分布（主要影响高程）。

避免短边控制长边；作业范围最好保证在已知点连成的图形以内或者和图形的边线垂直距离不要超过两公里；如果只要平面坐标选取两到三个己知点进行点校正即可，如果既要平面坐标又要高程，选取三个或四个已知点进行点校正；检查己知点的匹配性即控制点是否是同一等级，匹配性差会直接影响RTK测量的精度。

（5）手簿的设置（在内业或外业做均可），在“坐标系统管理”里面新建一个新的坐标系统或配置己有的坐标系统（尤其要确定中央子午线和已经知点相同），如果己知点的当地平面坐标和WGS84坐标都有，点校正就可以进行，设置好后保存任务。

（6）出外业前，关掉手簿和接收机的电源，带上已知点的坐标。

2.2架设基准站

基准站可设立在已知的控制点上，也可以任意选择，基准站一定要架设在视野比较开阔，周围环境比较空旷的地方，地势比较高的地方；避免架在高压输变电设备附近、无线电通讯设备收发天线旁边、树荫下以及水边，这些都对GPS信号的接收以及无线电信号的发射产生不同程度的影响。

2.3启动移动站

在基准站启动成功，并且差分数据也从电台正常的发射以后，在基准站旁边就要把移动站架好，并让其得到固定解，这样是为了确保移动站能正常的工作。

2.4点校正

在绝大部分测量工作中，都使用国家坐标系统或地方坐标系统，而GPS测量结果是基于WGS84的坐标系统，这就存在WGS84坐标与所使用的当地坐标系的坐标转换问题，由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要，所以在进行一项新的任务之前，必须要做点校正，以求出两种坐标系统的转换参数，从而得到正确的测量结果。点校正时的注意事项：已知点最好要分布在整个作业区域的边缘，能控制整个区域，如果用四个点做点校正的话，那么测量作业的区域最好在这四个点连成的四边形内部；一定要避免已知点的线形分布，如果用三个已知点进行点校正，这三个点组成的三角形要尽量接近正三角形，如果是四个点，就要尽量接近正方形，一定要避免所有的已知点的分布接近一条直线，这样会严重的影响测量的精度，特别是高程精度；点校正完成以后，使用移动站测量所得的所有坐标都是在当地平面坐标系下的，就可以直接进行测量和放样了。

2.5重设当地坐标

由于基站是任意架设的，是随意单点定位的坐标发射，如果移动站是固定解，那么所测坐标相对于基站是准确的，但相对于控制点就是错误的，会发生偏移（包括：平移，旋转和缩放），在每次进行测量和放样工作时，为了避免每天都重复进行点校正工作或者每次都把基站架在已知点上的麻烦，可以在每天开始测量工作前先做一下“重置当地坐标”的工作，就不用重新的做点校正，省时省力。

每次开始作业前应对已知控制点进行检查，确保系统无误后，即可进行测量，RTK测量既可以实时提供点位坐标和高程，又可实时知道测量点位精度，能够较大地提高工作效率。同时从测量结果来看，RTK测量点位精度可达厘米级，完全能够满足矿山测量的需要。

3.结论

篇10：GPS―RTK技术在矿山测量中的应用与研究

摘要：本文主要就RTK技术与全站仪在矿山测量中的联合作业进行了分析研究。

关键词：RTK技术；全站仪；矿山测量；联合作业

一、RTK技术与全站仪的概述

1、RTK技术

RTK（Real Time Kinematic）是实时动态定位的简称，这种技术的基本原理是以载波相位观测值为基础的实时差分方法，从而得到厘米级精度的测点三维坐标，是GPS单点测量技术与短距离数据传输技术的有机结合，具有测量时间短、精度高的优点。现如今GPSRTK技术已经成功的在大地控制测量、工程测量、数字地形测量中得到了广泛应用。同时，在GPSRTK测量模式中，用户接收机可以根据观测基站发出的改正信息以及观测成果的质量和待定坐标的求解情况实时的进行动态坐标计算，减少冗余的观测数据，实现准实时定位，提高工作效率和准确程度，因而得到了广泛的应用。GPSRTK技术的基本实现过程是在观测的基准站安装一台GPS接收机，在一个观测时段内对可以接收到的所有卫星进行连续的观测，同时将所观测到的数据通过无线电数据传输设备发送给不断移动的流动站，对于初始过程，流动站的坐标是准确的知道的，这样用户接收机可以根据基准站和已知坐标的流动站计算出差分信息，也就是相对定位中的三维坐标差，然后在后续的测量中，流动站根据初始过程得到的差分信息和接收的GPS信号计算流动站的准确坐标，这个坐标是WGS-84坐标系下的，进过坐标转换即可得到制定坐标系下的待定点三维坐标。

2、全站仪

以现使用的宾得某系列全站仪为例，测量原理具体如下：将全站仪架设在控制点上对中整平，选定测量B模式后，输入控制点的三维坐标、仪器高、目标高，设置好工作模式后照准另一控制点定向，完成设站后照准目标点上的反射棱镜，按ENTER进行测量，仪器就会自动计算并显示出目标点的三维坐标值。

二、GPS_RTK和全站仪联合的优越性

为了满足在山区地形测量的需求，以及在短时间内完成作业任务，将全站仪与RTK结合使用。如果用全站仪进行测图，就必须建立控制网，主要采用解析法和极坐标法测图，但由于其具有成图周期长、精度低、劳动强度大等特点，必须投入大量的时间、人力、财力。如果用RTK单独测图，不要求两点间满足光学通视，只要求满足“电磁波通视”和对天基本通视，可以省去大量时间、人力、财力，但是在地形条件复杂的情况下，RTK会受信号限制。若遇到信号差的地形环境就很难接受到卫星信号，有时甚至会因为干扰信号过强而导致无RTK解算，从而无法进行测量。如果将RTK和全站仪配合使用，上述的弊端就可以克服。在测区范围内利用RTK布设控制点，在RTK不容易到达或者局限性较大的地方可在附近布设控制点，再利用全站仪进行测量，这样可以快速完成各种测量任务，且精度也可以保证。利用GPSRTK技术进行矿上测量的工作流程如下：（1）首先要收集测区的已有的控制点的资料。这些资料主要有：测区已知的控制点坐标、高程数据、相应的等级的测量规范、测区的坐标系信息、测区的地形图和控制点的位置参考图、中央子午线、已有的坐标系使用情况等。另外，如果没有已知的控制点数据，必须建立GPS控制网。同时控制点的空间分布应该比较均匀，数量不低于4-5个。（2）测区的坐标转换参数的求解过程。由于利用GPS所获得的坐标是WGS-84坐标系下的三维坐标，而一般矿上测量所需的坐标是地方坐标下的坐标，所以要进行坐标的相互转换。可利用已知控制点的地方坐标和测得的WGS-84坐标在后处理软件中进行坐标参数的计算，直接得到指定坐标系下的三维坐标。（3）基准站和流动站的参数设置。在GPSRTK测量模式下，其坐标精度与流动站和基准站的距离有关，也与流动站接收信号的强度有关。所以对于基准站的位置选择最好在位置相对比较高的地方，并且尽量在测区的中心位置，同时，比较开阔，不影响卫星信号的接收，如果测区比较大，可利用外置电台增加基准站信号的发射频率。

三、RTK技术与全站仪在矿山测量中的联合作业

1、露天矿采剥量验收测量

露天矿月采剥总量200多万吨，每月要对两采场进行四次验收测量，露天矿属于台阶式剥离，由于工作时间紧、作业平台多、电铲作业点多，单纯使用全站仪来测量验收，工作效率低，如果单独用RTK作业，虽然碎部点数据采集效率高，但是矿坑边帮落差最大超过350m，受仪器设备条件的限制，一些地方存在信号弱或者无信号现象，数据出现差分解与浮点解甚至无效解，无法满足数据精度要求，因此，在验收时采用RTK与全站仪联合测量作业，发挥两者设备的优点，做到设备的优缺互补，保证数据精度的同时，提高了工作效率，节省了大量的人力、物力。应用实例证明采用RTK与全站仪联合作业以前，南北采场月剥离量2×106t左右需要验收测量时间3～4d，而现在月剥离量3×109t只需要1～2d。

2、矿区地形图测绘

矿山建设与生产中随时都要对矿山所涉及的道路、山头等进行改造，就需要对矿区这些部位进行详细地形图测绘。RTK与全站仪联合作业应用实例为2010年公司所属任家滩水库灾情地形图测绘，工作组测量人员为11人，其中，1人指挥，4人操作两台RTK流动站，2人观测全站仪，4人立目标棱镜。通过实际踏勘选点，首先使用GPS-RTK静态模式，在4km长的受灾外山头选取四个控制点，与起算点采取网连接方式进行联测，完成受灾测区控制网，在测区内根据地形环境进行作业范围划分，对于通视条件差，卫星信号好的范围内RTK进行碎部点采集，对于卫星信号差或者无信号测区范围，在测区范围选取临时控制点，由RTK采集坐标作为全站仪工作起算数据，再由全站仪进行卫星信号盲区区域进行碎部点采集测绘。通过两种仪器的联合应用，仅用两天多就完成了长4km，6×105m2的灾区控制网与地形测绘工作。

四、GPS_RTK和全站仪配合使用的注意事项

基准站尽可能架高，以提高数据链的传输速度和距离，应避开强磁场；测量山区地形时，若遇到坎，难以行走不好测，可以把RTK举高到坎边，将天线高改为零，再次测量时一定要改回天线高；在树下用RTK时，通常会遇到非固定解，可以采取等待，或者对应数据链小于要求时采取浮点解，但是要记下点号作内业时记得处理；全站仪整平对中，对中偏差不得超过1mm；全站仪采用RTK采集的坐标点作为测站点时一定要对检核点进行检核，符合限差要求方可采用；全站仪如有碰动需要重新对中整平。

结束语

总而言之，RTK技术和全站仪测量技术在矿山测量中的配合应用，两种技术可以相互补充，能够有效促进矿山测量质量，因此，在具体的矿山测量过程中，应该加强RTK技术和全站仪测量技术的联合使用，促进矿山工程的发展和进步。

参考文献：