GPS-RTK测绘技术在矿山工程测绘中的运用

GPS-RTK 测绘技术在矿山工程测绘中的运用

韩东升 1 ， 苏永奇 1 ， 王宇哲 1 ， 徐靖宜 1 ， 原伟 2 ， 贾璐 3

1. 内蒙古自治区测绘地理信息中心，内蒙古，呼和浩特，010010

2. 2.呼和浩特市华创建设工程设计咨询有限责任公司，内蒙古，呼和浩特，010013

3. 3.内蒙古众鑫安国土技术有限公司呼和浩特市分公司，内蒙古，呼和浩特，010020

摘要：GPS-RTK测绘技术是当前比较先进的技术，将其运用在矿山工程当中，不仅仅能够降低矿山测绘作业的难度，而且可以减轻矿山测绘作业工作强度。与传统测绘技术相比，GPS-RTK测绘技术不但能够提高矿山测绘整体质量，实现矿山测绘作业的动态测绘，而且也扩大了技术使用范围。本文以GPS-RTK测绘技术为例，分析矿山工程测绘中的运用，提出具体运用对策，保证测绘数据的准确、有效。矿山开采中，需要运用先进的测绘技术，为矿山开采提供数据支持。

关键词：GPS-RTK测绘技术；矿山工程；测绘技术

1 GPS-RTK技术

1.1 GPS与RTK技术

GPS技术是一种能实现实时控制、距离测定的空间交会定点导航系统，传统的GPS技术中能够实现高精度静态定位，将RTK技术与GPS技术结合，再将该技术过渡到动态实时定位中。GPS-RTK技术能够实现载波相位动态实时差分技术，叫做Real Time Kinematic技术，包含基准站、流动站等设施，基准站主要是接收地物测绘参数，实现动态模糊目标物的精准定位，有定位精准高、操作方便、自动化程度高的优势。由软件系统、数据传输、GPS接收设备组成，测绘时最少要使用2台接收机，开展测绘作业的时候，使用一台接收机载波相位差分技术分析两个监测站的载波相位数据获取三维点的坐标。

在GPS-RTK的使用中，主要流程是建立基本作业站点来实现目标地物的精准定位，具体实现过程是：架设基准站、建立流动站，严格按照程序组装设备，确保GPS天线、电台等安装到位，调节测杆位置让其与测绘点空间对应，使用手薄开启基准站、启动流动站接收机，在任务栏中创建新的作业项目内容，设置RTK作业模式，使用PA4、HL2来处理数据程序，确认无误即可顺利开展作业。矿山开采测绘中GPS-RTK技术使用的优势在于使用电磁波技术，该技术突破传统关系光学通视要求，能够在复杂地物多的地区，迅速获得地标物精准坐标，运用的时候将基准站设置在地势高而电台信号覆盖面广的地区，保证基准站点200M范围内无高压电等信号干扰源，否则会因为信号问题无法工作^[1]。

1.2 GPS-RTK技术运用优势

我国国土面积大且国土范围广，地区之间有显著地理差异，GPS测绘技术在实际运用具备适应能力强，提高国土地界测定精准度，节省大量人力、物力、财力，很大程度上提高矿山测绘作业效率。另外地理环境的差异导致金属矿山变形情况完全不同，在一定程度上增加了工程测绘作业难度，基于GPS测绘技术运用，将其运用在矿山工程中，能够实现远距离测绘和遥控作业，保证工程结构的设计强度达到要求、地基勘测合理，为矿山资源开采提供重要基础。利用矿山工程勘测数据资料，实现全面的、可靠的分时段数据开采，实现数据管理。另外金属矿工程测绘作业中，GPS虚拟现实技术的运用也是人们常用的测绘作业之一。现阶段地理环境复杂，测绘任务加剧，矿山开采量也越发显著，这给矿山勘测作业提出了更高要求，因此将GPS-RTK技术运用在矿山监测中可以取得理想的效果。

2 矿山工程中的测绘作业

2.1 组建控制网络

测绘作业中使用GPS-RTK测绘技术开展全面测绘作业，方便全面获取详细的矿山地质资料，通过合理整合地质资料，创建区域特色矿山工程控制网络，受到测绘作业矿产测绘区域测点的影响，结合测绘点平均差，获取点位的精准值，达到符合矿山精准控制要求。矿山测绘中选择合适的监控网络节点进行布设，根据监控需求来调整密度，设置好监控模型配置对应的设备，布设好之后开启设备监控，形成监控网络^[2]。GPS-RTK技术在矿山监测中的运用，能够在短时间之内构建出完善的控制网络，实际操作成本低、效率高，短时间之内即可完成测绘，得到精准数据，为矿山开采提供信息支持。在实际测绘中，还可以根据实际工作需要控制精度。

2.2 放样处理

矿山测量中，放样属于基本的项目，传统的测绘手段消耗时间长，效果并不显著，使用传统测绘技术就无法凸显出效果，GPS-RTK技术解决传统测绘作业中的效果，使用GPS-RTK技术进行放样，对采取点放样、线放样的形式，作业的时候要明确测控点，根据技术配置和人员配置来优化资源配置，制定可靠的测绘作业，将控制点坐标输入电子手薄中，在测绘目标内随意走动，即刻就可以获取精准的位置坐标。

2.3 土方测量

土方工程研究作业中，为保证矿产资源开采效率，矿山企业会根据需要制定合理开采计划，而土方工程量验收测量则是为保证开采任务是否达标的重要事项，GPS-RTK技术正是此类项目的主要技术应用。在矿山开采中，启动GPS-RTK之前将平面图绘制好，进行工作控制点网络的布设，一般来讲布设一个控制点仅需要4s，所获取的数据精准度可达到厘米级，精准计算矿石开采量，和已开采量进行对比，实现日常工作精准监测控制。GPS-RTK技术体系还运用数字化技术，实现矿山工程测量的数据采集与处理一体化，与成图软件联合，比如实现CASS制图数字化，让数据处理、制图更加智能化。

2.4 矿区地面形变

矿区地面形变测量中，能够保证矿产开采顺利完成，是矿区开采安全的重要性指标。矿区开采的时候对原本地质结构产生破坏，引发地质边坡灾害，传统的测绘技术无法实现对地标物的动态监测、控制，也就无法监测矿区的变形情况。使用GPS-RTK技术来精准定位，实时监控矿区地面形变情况。采矿过程中根据矿区开采实际情况制定对应的形变监测方案，设置测点、监测网点，构建出完善的地面形变网络，实时监测地形情况，测绘得到精准数据，预测地质灾害发生的概率，针对风险做好预测以及风险防控，保证作业开采的稳定，保证作业的安全性与合理性^[3]。

3 矿山监测中运用GPS-RTK技术的注意事项

首先，要合理选择基准站，GPS测绘技术准确度在很大程度上取决于基准站站点选择，因此在监测之前工作人员要尽可能了解周围环境变化情况，科学合理选择测量基准站，只有基准站选择合理，保证测量的准确度，才能提升工作效率。工作人员在选择基准站的时候尽可能排除外部环境对监测中数据传输的影响情况，选择周围环境较为开放、视线内遮挡物较少、地势高、可视区域广的地点设置基准点。在选择基准点后排除200M内的GPS信号反射源，减少电网设备、无线电发射台等存在的干扰，降低传输过程中数据丢失损坏的概率。

结束语

综上，矿山测绘使用GPS-RTK技术的过程中，首先工作人员选择合适的基准点，保证站点选择的准确性与合理性，尽可能选择在待测点的中心，借助电台和天线来规避卫星空洞区，为监测数据的准确性提供标准。其次，确定转换参数，合理选择测量时间，保证测绘作业的质量，要求测绘作业人员具备良好的业务水平，采取合理的专业培训作业，降低操作不规范产生的负面影响。

参考文献

[1]李师猛.GPS-RTK测量技术在测量工程中的应用[J].黑龙江科学,2020,11(6):2-2.

[2]徐晓萍.GPS-RTK技术在矿山测量中的应用[J].科技与企业,2013(01):154+156.

[3]夏元庆.基于GPS-RTK技术的矿山测量[J].科技创新与应用,2016(07):101-101.