动态RTK在矿山地质工程测量中的应用研究

2018-01-30文琳，陈燕

世界有色金属 2018年20期

文琳，陈燕

（河南省航空物探遥感中心，河南郑州 450000）

RTK测量技术结合了全球卫星导航系统的数据通信技术优点。由于RTK技术操作方便、实时检测精度高，所以在矿山地质工程测量行业中得到广泛应用。RTK测量技术比传统测量技术的测量速度、测量精准度高，因此在当前经济快速发展的影响下，矿产资源也越来越受到人们的重视，现阶段矿产经济的核心已逐渐转移到对矿产资源的综合开发和综合使用方面[1]。

1 RTK测量技术的工作原理和使用特点

1.1 RTK测量技术的工作原理

RTK具有载波相位实时差分测量功能，RTK可实时将指定范围内的监测点以厘米级精度展示出。RTK测量系统中包括信号接收、数据传输、数据处理共三部分。

RTK测量技术中引用了GPS定位理论。测量人员将一信号接收机置于基准站点之上，再将另一台信号接收机放置待测站上，两台设备同步实时接收卫星信号。基准站将接收的GPS信号等由数据链传输至移动站点的检测设备中。如果精度数据等与相关要求一致，测量人员就要对该点坐标信息进行仔细的记录并备份。

1.2 RTK测量技术的使用特点

（1）RTK测量技术的误差。RTK测量技术的误差与GPS静态定位的误差一致，一般情况下主要分为两类：一类是与同测站产生的误差，另一类是与同距离产生的误差。同测站的误差有很多，通常会受到设备天线运行情况、多径误差、天气等因素的影响进而出现较大多径误差。多半径围度误差是较为严重的一种，主要受GPS接收设备周围环境影响，如天线周围有物体或是水域就会直接反射回电磁波信息。天线以这种反射回的电磁波进行测量，从而会产生定位误差。

（2）初始化数值的模糊定位。要想明确初始化数值的具体时间与可靠性是检验RTK测量系统实时、准确的关键所在，在正常条件下，地面两点间的距离较短时，RTK可还原电离层、对流层之间的影响成分，剩余的影响因素也可通过对观测值的差分处理对其进行有效的消除和减弱。但介于电离层中电子含量会因时空的改变而出现变化，因此卫星信号无法准时到达基准站，而且基准线的线都越长，影响就会越大。

（3）RTK测量系统的数据链。通常测量人员在使用RTK测量技术时，移动站需要实时接收基准站播发的差分信号，才能更好定位待测位置。所以RTK测量技术成功的决定因素是可以连续接收基准站的信号，这也是对RTK系统的制约关键所在[2]。

（4）RTK测量系统的坐标信息。RTK的测量系统与GPS静态测量一致，GPS信号接收设备内置的数据处理部分首先得出地心坐标信息，在矿山地质工程测量中使用地方坐标系内平面直角坐标，最终得出的高程数值为正常值。

2 RTK技术在矿山地质工程测量的使用关键点

（1）对于矿山地质工程测量期间坐标转换参数的应用策略。GPS设备对不同的坐标转换参数数据信息所进行的静态测量作业，通常是在数据信号检测后所进行的第二步骤。RTK测量技术可实时检测出矿山地质工程待测点位于坐标系中的精确坐标信息数据内容。所以工程坐标之间参数转换的问题就很重要。坐标参数转换的主要方法为：在开展RTK测量作业前首先取矿山中一定数量的静态GPS控制点，再与既定的坐标系控制点相连，同时获取GPS中矿山工程坐标系统的坐标和平面直角坐标，之后再利用GPS数据处理软件精确算出该工程坐标的转换参数。一般当坐标转换参数得出时，测量人员要取矿山工程中不同基准点进行合理匹配，并使用不同的计算方法得出坐标转换参数，再经过精确的比对后，测量人员要选取差距最小的参数信息并进行记录。

（2）矿山地质工程测量中基准站的设置。GPS卫星通常处于高空之中，卫星检测发出的信号要想准确传输至矿山工程测量数据接收机，就会受到电离层、对流层等多方面的干扰因素，并且传输期间的信号很弱，一般情况下只有-50dB至180dB左右。与此同时，RTK测量系统的数据处理中包含高频率的电磁波辐射，所以该矿山测量工程的准确传输与接收信号的天线高度、地表曲面、大气反射等因素有关。测量人员要想提升GPS设备对于信号的接收速度和计算质量，矿山测量工程内设置的基准站就要避免受各种因素的干扰。

（3）矿山地质工程测量坐标系区域内的限制。通常矿山地质工程测量的移动站和基准站之间所产生的距离成为RTK测量系统进行作业的主要范围，该区域的面积大小影响到矿山地质工程测量基准站信号的传输稳定性和传输完整性，并直接影响到RTK测量技术的速度与精准度。相关实验表明，如果是在需要进行矿山地质工程测量的两山顶之间建立信号接收站，即使距基准站约50km也可准确接收到传输的信号。当前GPS测量技术的不断发展与完善，矿山地质测量工程中已引入先进的科学信息技术，就会增加RTK测量系统的操作面积和范围。

（4）RTK测量系统在矿山地质工程测量中的使用规范。为保障RTK测量系统在矿山地质工程测量操作期间的精准度，测量人员要限制RTK测量系统的操作范围。但由于受到卫星信号接收机运行情况、测站环境、仪器操作步骤等影响，RTK测量定位有时会有一些不准确，最终对于矿山地质工程的测量成果不可能百分之百的完全可靠。因此，在具体实行测量作业时，测量人员要按照RTK技术的特点和矿山地质工程测量待测区域的实际状况，强化对最终结果的检测，从而保证在矿山地质工程测量中应用RTK技术的可靠性。