浅议GPS-RTK在矿山测量中的应用
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，特别是在高原、平坝地区矿山测量中非常适用。本文简要分析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进行简要的分析。
关键词：GPS-RTK技术，矿山测量，应用技术
引言 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、采掘工程平面图等的编绘等方面。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、生产和运营管理等而进行的测绘工作。
传统的测量方法，费工费时，要求两点间必须通视，且精度分布不均匀，测量精度必须通过内业计算得出。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，尤其是在高海拔地区作业，降低了外业观测强度和内业计算工作量，提高了工作效率。
一、RTK定位技术特点
RTK（Rral-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。
二、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（手薄）根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。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。
三、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三维坐标，从而得到测点的实时空间位置数据。通过两年多来的实际应用体会，RTK为我们矿山测量工作提供了不少的便利主要有以下几个方面：
1、减少了人员投入。RTK测图一般只需3～4人（最低2人）即可完成，且作业效率和精度大大提高，出错率减少。基站安置好以后在仪器的有效作业半径内不需迁站即可完成全部测图任务；
2、在野外测图时安置好基站在控制点上通过首级控制后，便可用流动站测量，无需再布设更多测图图根点；
3、在矿区林区、高大建筑物等卫星信号不佳的区域，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，而且还能查看坐标的精度；同时还能直接进行施工放样等各种操作。 四、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，点位误差控制在1～2厘米内；这是普通测量方法很难达到的。
2、选点灵活
不要求测站间相互通视，在大范围、长距离控制测量中能极大地发挥GPS-RTK测站距离长、可随意选点的优势。
3、外业速度快
在野外测图中免除了搬站的繁琐，跑尺也比较轻松，现场就能查看测量成果及精度，极大地提高的测量的速度。比如在宜宾粉煤灰公司的厂外地形测量中用全站仪进行测量需要约四天才能完成，用RTK测量只用两天就完成野外测量任务；在室内成图配合使用CASS成图软件更能极大地提高出图的速度。
4、全天候作业
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进行GPS观测。
5、操作简便
对作业条件要求不高，一般生手在极短时间内就能掌握操作要领；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。
五、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技术也存在以下方面的不足。
1、成本较高、仪器零部件较多且笨重
购置一套RTK设备（一拖二）需10万以上，远高于一台全站仪成本。基站架设包括GPS接收机、天线、电瓶、连接线等缺一不可且较笨重，长距离需用汽车辅助运输。
2、观测受信号影响
因矿洞位于地下无法接收到信号，所以RTK只适于露天作业；在林区及高大的建构筑物附近等都不利于RTK基准信号的大面积覆盖，这可能导致一些地区出现RTK作业盲区，不能实现RTK实时测量。针对这种现状，测量中需采用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。
3、观测时天空环境的影响
GPS接收机受卫星情况、数据连接情况，以及电离层、对流程、云层折射误差的影响，接收到得卫星数量少，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，即使勉强能够测量而其成果的精度也较低；所以在采用GPS进行作业时应选择无建构筑物遮挡、无高压电、天空晴朗的有利环境。
4、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，尤其是在山区、林区存在较大误差，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，致使地形测量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。为了很好地解决这个问题，在求解校正时应尽量采用3个及以上基准控制点同时应与测区分布均匀的控制点联测，求得精准的高程转换参数。
六、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、平坝地区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，具有需要的测量人员少、速度快、精度高等优点，能极大地提高工作效率；我们在使用中应尽量运用其优点，扬长避短为矿山测绘工作服好务。
