北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用分析

北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用分析

谢应章

玉溪飛亚矿业开发管理有限责任公司653100

摘要：在矿山测量的过程中，北斗卫星导航系统的应用为其提供了全新的技术手段和方法，通过对该系统的分析与研究，探讨了将其应用在矿山测量中的可行性与精度。同时，也充分地证明了该系统的优越性，能够积极地推动矿区可持续发展。

关键词：北斗RTK测量系统；矿山测量；应用

前言

目前，北斗卫星导航系统是正在实施的一种全球卫星导航系统。构建北斗卫星导航系统不仅能够使我国获取自主的定位手段，同时，也是我国卫星导航技术领域的一种创新。同其他卫星导航系统进行比较，该系统不仅具备其他导航系统的连续导航定位与授时功能，同时，还具有独自的位置报告与短报文通信功能。现阶段，该系统已经被应用在多种行业领域当中。文章对北斗卫星导航系统在矿山测量当中的具体应用进行了分析，主要的目的就是为了积极地推动矿山测量的进一步发展。

一、北斗卫星导航系统的定位方式及原理分析

（一）定位方式

试验系统、区域系统与全球系统是北斗卫星导航系统的发展战略。目前预测，到2020年，我国将建成35颗卫星组网全球卫星导航定位系统，其中，五颗同步静止轨道卫星与三十颗中轨卫星及倾斜轨道卫星是系统星座的重要组成部分[1]。基于此，北斗卫星导航系统能够为全球提供卫星导航的服务。北斗卫星导航系统所构建的卫星星座能够时刻提供无线电导航服务与无线电测定服务。其中，无线电导航服务是被动式的定位系统，同GPS系统的定位方式是相同的，而且，用户仅仅接受北斗卫星所发射的导航定位信号即可，并不需要使用用户机来发射无线电波，就可以准确地计算用户七维状态参数与三维姿态参数[2]。而无线电测定服务则是一种主动定位系统，需要用户应答来完成定位，并向外部系统报告用户的位置，保证定位和通信有机结合，一定程度上扩展了卫星导航定位体系。

定位原理

北斗卫星导航系统接收机能够在某点完成4颗或者以上卫星信号的跟踪与接收，并且依据接收导航电文与其他的信息内容，对接收机至各个观测卫星伪距进行解算。在t时刻情况下，接收机能够同时观测i颗卫星，进而获取伪距方程组，如下：

二、北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用优势及精度分析

（一）北斗RTK测量系统的应用优势

1、作业精度高

因为全站仪对于其他测量测控点精度具有一定的影响，但是，矿区控制点却很容易受到破坏，如果控制点的精准度不高，那么在使用全站仪的过程中就很容易出现误差累积。但是，在运用北斗RTK测量系统对矿山进行测量的过程中，特别是在野外作业的时候，具有良好的流动性，而且，单点作业不会受到其他控制点的影响，可以实时地获取厘米级的定位精度数据。

作业效率高

在矿山建设与生产的过程中，矿山测量十分重要。但是，传统测量会受到矿山地形与天气等环境影响，导致在环境相对恶劣区域测量或者是要求较高精度地区测量的时候，传统测量无法满足连续精准作业的相应需求[4]。然而，北斗RTK使用的就是实时动态载波相位差分定位的技术，仅需要一次设站，也就是可以测量半径数千米的区域，而且受到气候与能见度影响的程度不大，一定程度上提升了对矿区复杂环境测量的速度，同时也有效地降低了矿山测量工人劳动的强度。

处理数据准确效率高

该测量系统在数据处理方面具有极强的能力，而且软件的自动化程度也相对较高，无需在现场对测量数据进行记录。可以在完成数据采集工作以后，运用计算机软件对所有测量数据内容进行评价，使得人为计算的失误几率降低，不断增强数据处理的准确程度与效率[5]。

具有较好的安全性

北斗RTK测量系统是我国独立研制的，具有较高的可靠性。而且，在矿山测量过程中，应用北斗产品，能够有效地保证矿产资源数据和国土的安全。

精度分析

第一，北斗RTK平面定位的精度要更优于高程定位的精度，而且能够保证误差在厘米范围内，同时，定位的精度已经达到了优秀水平。与此同时，该测量系统的精度也能够始终符合矿区基本精度的需要，能够代替GPSRTK并应用在测设矿区控制网当中。

第二，北斗RTK测量系统的卫星星座性能相对理想，而且，所测量的矿区范围内，北斗卫星可见数量能够超过GPS卫星可见数量，所以，与GPS相比，北斗测量系统更有效，能够使多路径环境背景下的定位精度不断提高，并且在环境比较恶劣的矿区测量当中，有效地提升作业水平。

三、北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用前景及需要注意的问题

（一）应用前景

最近几年，北斗卫星导航系统在长期实践过程中获得了较大的发展，并且，在可用卫星数量不断增加的背景下，已经建立了若干北斗地基增强系统，使得该系统首次定位所需时间缩短，而且，有效地提升了北斗RTK与PPP性能。因此，与GPS相比，北斗卫星导航系统自身三频实时精密定位技术要更优于GPS的双频定位技术。同时，由于该系统自身所具备的优势，也同样提升了GNSS用户体验与定位的性能[6]。

因为矿山测量技术的深入发展在矿山开采和生产的正常开展中具有重要的作用，同时，与矿山生产安全性也具有紧密关系。其中，北斗RTK在点位放样、分界线放样以及矿区地形图测绘方面都具备极大的优势。特别是露天矿的测量工作，该测量技术的应用具有较大的发展空间与前景。

需要注意的问题

因为北斗RTK测量技术属于当前最先进的GNSS技术，具备多种优点，但是，在实际应用的过程中也同样存在一定的局限。使用北斗RTK测量技术的时候，一定要满足特定施测环境，必须要保证露天矿测量时的使用良好，但是，在井下无法接收信号，就需要有全站仪的帮助。另外，RTK接收机需要尽可能地远离强烈反射面，否则就会导致接收信号的时候受多路径效应的一定影响。而在此情况下，则应该延长观测的时间，或者是取平均值等多种方法来适当缓解或减弱。

结束语：

综上所述，北斗RTK测量技术在矿山测量中的应用，使得测量工作者工作量有所减少，并且在技术进步的同时，也会为测量工作带来极大便利。同时，北斗RTK在露天矿的测量过程中与矿区地形图测绘方面都得到了广泛应用，在矿山的数字化建设过程中发挥着关键性作用，有效地推动了矿区可持续发展。但是，该系统也受到多路径效应的影响，所以，仍然具有提升空间。通过对北斗RTK测量系统在矿山测量中应用的问题分析，希望更好地促进矿山测量工作的开展。

参考文献：

[1]李玉立,程钢.北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用探讨[J].金属矿山,2015(4):191-194.

[2]张银格.北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(27):616-616.

[3]周光平.简述矿山RTK测量技术[J].中国科技博览,2012(12):14-14.

[4]王向东.RTK在矿山测量应用浅析[J].新疆有色金属,2015(z1):23-25.

[5]李建章,李培天,杨学超等.RTK测量中的坐标变换[J].矿山测量,2012(6):82-85.

[6]王刚,郭广礼,王磊等.GPS-RTK技术在矿山测量中的应用研究[J].煤矿现代化,2011(1):89-92.