1、<p>　　淺談GPS―RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用</p><p>　　【摘 要】文章簡(jiǎn)要介紹了GPS-RTK技術(shù)基本原理、構(gòu)成及優(yōu)點(diǎn)，闡述了GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用，并就RTK技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題提出相關(guān)的見(jiàn)解。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】GPS-RTK技術(shù) 礦山測(cè)量 應(yīng)用 </p><p>　　1.GPS-RTK技術(shù)概述 &l

2、t;/p><p>　　RTK（Real-Time-Kinematic）技術(shù)是GPS實(shí)時(shí)載波相位差分的簡(jiǎn)稱。這是一種將GPS與數(shù)傳技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)解算并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在1～2s內(nèi)得到高精度位置信息的技術(shù)。 </p><p><b>　　1.1基本原理 </b></p><p>　　RTK測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，它突破

3、了常規(guī)RTK差分作業(yè)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立、基準(zhǔn)站臨時(shí)性以及頻繁架設(shè)等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需架設(shè)基準(zhǔn)站的夢(mèng)想。其系統(tǒng)主要由三部分組成：基準(zhǔn)站、流動(dòng)站（一個(gè)或多個(gè)）、數(shù)據(jù)鏈。一般情況下，基準(zhǔn)站設(shè)在具有已知坐標(biāo)的高等級(jí)控制點(diǎn)上，連續(xù)接收所有可視衛(wèi)星信號(hào)，并將測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)等參考信息通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給流動(dòng)站，而流動(dòng)站在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，通過(guò)差分處理解求與基準(zhǔn)站之間的三維坐標(biāo)增量△

4、X、△Y、△Z，由此計(jì)算流動(dòng)站的坐標(biāo)。 </p><p><b>　　1.2基本構(gòu)成 </b></p><p>　　RTK測(cè)量系統(tǒng)主要由GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。 </p><p>　　1.2.1 GPS接收設(shè)備。在基準(zhǔn)站和用戶站上，分別設(shè)置雙頻GPS接收機(jī)。由于雙頻觀測(cè)值不僅精度高，而且有利于快速準(zhǔn)確地解算整周未知數(shù)。當(dāng)基準(zhǔn)

5、站為多用戶服務(wù)時(shí)，其接收機(jī)的采樣率應(yīng)與用戶接收機(jī)采用率最高的相一致。 </p><p>　　1.2.2數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備也稱數(shù)據(jù)鏈，由基準(zhǔn)站的無(wú)線電發(fā)射臺(tái)與用戶站的接收機(jī)組成，其頻率和功率的選擇主要取決于用戶站與基準(zhǔn)站的距離、環(huán)境質(zhì)量、數(shù)據(jù)的傳輸速度。 </p><p>　　1.2.3軟件系統(tǒng)。支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對(duì)于保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的可行性、測(cè)量結(jié)果的可靠性和

6、精確性，具有決定性意義。這種軟件系統(tǒng)突出的功能是能夠快速解算整周未知數(shù)，能選擇快速靜態(tài)、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)、和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等作業(yè)模式，實(shí)時(shí)完成對(duì)解算結(jié)果的質(zhì)量分析和評(píng)價(jià)。 </p><p>　　1.3 RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　1.3.1作業(yè)效率高。在一般的地形地勢(shì)下，只要在RTK信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，僅需1人，就可以一次性的完成任務(wù)，不需搬站。這個(gè)特點(diǎn)充分體現(xiàn)了RTK作業(yè)效率高，并且同時(shí)也降低了

7、測(cè)繪工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用，提高了工作效率。 </p><p>　　1.3.2定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒(méi)有誤差積累，測(cè)站間無(wú)需通視。在沒(méi)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)都能快速的、高精度定位。 </p><p>　　1.3.3降低了作業(yè)條件要求。RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此，和傳

8、統(tǒng)測(cè)量相比，RTK技術(shù)受通視條件、能見(jiàn)度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小。 </p><p>　　1.3.4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。基準(zhǔn)站能夠?yàn)椴煌脩籼峁┒囗?xiàng)信息輸出，流動(dòng)站利用內(nèi)置軟件控制系統(tǒng)，在作業(yè)時(shí)無(wú)需人工干預(yù)便可進(jìn)行整周未知數(shù)的動(dòng)態(tài)初始化解算，使輔助測(cè)量工作盡可能減少，作業(yè)精度也自動(dòng)控制和記錄，從而使自動(dòng)化作業(yè)指揮系統(tǒng)的建立成。 </p>

9、<p>　　1.3.5操作簡(jiǎn)便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。只要在設(shè)站時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，就可以邊走邊獲得測(cè)量結(jié)果坐標(biāo)或進(jìn)行坐標(biāo)放樣。數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便快捷地與計(jì)算機(jī)、其它測(cè)量?jī)x器通信，手簿軟件的使用簡(jiǎn)單易學(xué)。 </p><p>　　2.GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用 </p><p>　　2.1在礦區(qū)地形圖和地籍圖測(cè)繪中的應(yīng)用 </p>

10、<p>　　礦區(qū)地理信息的采集和管理、礦區(qū)儲(chǔ)量管理和開(kāi)采監(jiān)督、礦區(qū)土地復(fù)墾開(kāi)發(fā)和生態(tài)環(huán)境整治、礦區(qū)規(guī)劃建設(shè)等都離不開(kāi)大量的圖紙測(cè)繪工作。礦山測(cè)量工作者需要不斷地對(duì)礦區(qū)地形圖進(jìn)行補(bǔ)測(cè)和修測(cè)并測(cè)繪大量的專用地籍圖、規(guī)劃地形圖，而RTK的技術(shù)特點(diǎn)給我們的測(cè)圖工作帶來(lái)很大的便捷，大大提高了工作效率。具體應(yīng)用如下： </p><p>　　2.1.1減少了人員投入。RTK測(cè)圖只需2-3人便可完成， 且作業(yè)效率和

11、精度大大提高，出錯(cuò)率減少。基準(zhǔn)站安置好以后在儀器有效作業(yè)半徑內(nèi)不需遷站。 </p><p>　　2.1.2在控制點(diǎn)上安置好基準(zhǔn)站以后，便可用流動(dòng)站測(cè)量，無(wú)需再布設(shè)測(cè)圖圖根點(diǎn)進(jìn)行圖根控制測(cè)量了。 </p><p>　　2.1.3在建筑物密集區(qū)，用RTK測(cè)設(shè)圖根控制點(diǎn)配合全站儀進(jìn)行測(cè)圖，會(huì)大大提高測(cè)圖精度和速度。 </p><p>　　2.2 GPS-RTK技術(shù)結(jié)合全站

12、儀在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用 </p><p>　　在過(guò)去傳統(tǒng)測(cè)量中采用RTK后，在一般的地形地勢(shì)下，在地勢(shì)較高的地方，設(shè)站一次即可測(cè)完半徑為15公里以內(nèi)的測(cè)區(qū)，大大減少傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和全站儀的搬站次數(shù)，僅需一個(gè)人在地形地貌碎部點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，可以得到該點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。 在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)（比如鉆孔放樣），采用RTK技術(shù)放樣時(shí)，外業(yè)放樣效率會(huì)大大提高，僅需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到電子手薄中

13、，手薄顯示會(huì)自動(dòng)提醒你走到要放樣的位置，既迅速又方便。 </p><p>　　由于RTK測(cè)量時(shí)接收機(jī)對(duì)信號(hào)接收要求高，礦山測(cè)量中經(jīng)常會(huì)遇到山勢(shì)陡峭、植被覆蓋茂密，接收機(jī)接收不到信號(hào)的地方，信號(hào)容易失鎖。一旦發(fā)生失鎖，接收機(jī)就要重新初始化，測(cè)量精度就會(huì)大大降低，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法測(cè)量出碎步點(diǎn)坐標(biāo)，無(wú)法滿足礦山測(cè)量需要。為了提高測(cè)量精度，就需要全站儀的配合使用，在接收機(jī)信號(hào)容易失鎖的地方采用在控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀直接進(jìn)行測(cè)

14、量或放樣，從而提高采集的碎步點(diǎn)或是放樣點(diǎn)的精度。 </p><p>　　3.GPS-RTK的缺點(diǎn)和不足 </p><p>　　雖然RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中有較廣闊的應(yīng)用前景，但經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐證明，GPS-RTK技術(shù)存在以下方面不足： </p><p>　　3.1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(kāi)始觀測(cè)前、觀測(cè)一段時(shí)間、觀測(cè)結(jié)束前或儀器

15、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。 </p><p>　　3.2在測(cè)量過(guò)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，這時(shí)可適當(dāng)提高高度截止角。 </p><p>　　3.3受高程異常值問(wèn)題的影響。RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但我國(guó)現(xiàn)有的高程異常圖在有些地區(qū)，尤其是山區(qū)，存在較大誤差，在有些地區(qū)還

16、是空白，這就使得將GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得比較困難，影響RTK的高程測(cè)量精度。 </p><p>　　3.4不能達(dá)到1000%的可靠度，在穩(wěn)定性方面不及全站儀，這是由于RTK較容易受衛(wèi)星狀況、天氣狀況、數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響的緣故。 </p><p>　　在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，GPS-RTK技術(shù)給測(cè)繪工作帶來(lái)了革命性的變化，它改變了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，但是它的作業(yè)方式是依賴于有足

17、夠的衛(wèi)星數(shù)、穩(wěn)健的數(shù)據(jù)鏈等外界條件，在礦山測(cè)量中顯得很突出，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法正常作業(yè)的情況，這就需要不斷完善GPS -RTK技術(shù)，尋求先進(jìn)的作業(yè)方式，使RTK技術(shù)不斷成熟，才能夠更好的服務(wù)于礦山測(cè)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]邵金強(qiáng)，羅斐.GPS-RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用[J]. 貴州地質(zhì)，2007，（4）. &