摘要：GPS-RTK快速定位是一项测量新技术，其具有诸多传统测量不具备的优点，具有广泛的应用前景，本文介绍了GPS-RTK定位技术的基本理论及该技术在矿山测量中的几种应用。
关键词：GPS-RTK；矿山测量；系统
GPS定位技术是美国研制开发的一种全球定位技术，其具有自动化、全天候、精度高等优点，这些都是经典大地测量所无法比拟的。RTK技术全称为实时动态差分法，属于一种新型的GPS卫星定位技术。与传统的静态与动态测量技术相比，RTK技术使用的是载波相位动态差分的方法，不但可以对数据进行迅速高效的解读，同时还可以使其在野外的测量进准度达到厘米级别，另外还具有很多优点比如：测量作业自动化程度高、环境要求低、操作简单、容易掌握等等。因为有很强的适用能力，所以在矿山、铁路、电力等很多领域都有极其广泛的应用前景。
1 GPS定位原理
GPS定位的实质是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用距离空间后方交会的方法，确定待定点的位置。
在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻ti同时接收了3颗(A、B、C)以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得 P点的维坐标(Xp,Yp，Zp)，其数学表达式为：
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式中(XA，YA，ZA), (XB，YB，ZB), (XC，YC，ZC)分别为卫星A，B，C 在时刻ti的空间直角坐标。
求解以上方程，就可以得到待定点P的空间直角坐标(Xp,Yp，Zp)。
以上是基本原理公式，在实际计算中要加上卫星钟差和接收机钟差影响其它改正数，然后才能计算出结果的。在实际使用中还需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果。
2 GPS-RTK技术作业原理分析
GPS-RTK系统有三大构成要素主要是GPS接收机、数据传输系统和软件系统。它的作业原理是：GPS-RTK系统在工作时，使用两台以上的接收机（其中一台为基准站，一台为流动站），让各个接收机也同时工作，然后利用载波相位差分技术对基准站和流动站的载波相位数据同时进行差分分析，从而得到定位精确度达到厘米级别的两个站点在指定坐标系中的三维定位结果。同时还要确保，在具体运行的时候，把基准站接收机固定在一个节点上，并且借助携带的系统获得卫星的原始数据，然后通过串行端口发射无线电，由流动站接收，然后汇总流动站采集的本机的原始数据，经过比对分析、统一处理之后，计算求得两个接收机之间精确到厘米级别的基线向量，从而在这个基础上根据固定基准站已知的坐标求得流动站的坐标[1]。这些操作通常在RTK模式下进行，流动站需要接收基准站借助数据链实现的观测值和坐标的信息，进一步结合自身所采集的信息，通过差分观测计算方法实现对系统内数据的实时处理，因为这个操作耗费的时间不会超过1s，所以无论流动站处于静止还是移动状态，都是可以直接开机作业的，尤其在运动状态下也可以实现对周边环境模糊度的搜索求解。
3 GPS-RTK定位技术在矿山测量中的应用
3.1在矿山地形形变测量中的应用
在矿山开发中，矿区地理条件不仅影响着开采工作效果，也影响着矿区人们的正常生活。一些矿山在测量过程中，对地形形变的分析不够准确，一旦矿山在开采中出现严重的地形形变，就会严重影响了矿区人们安全。因此，在矿山测量中，技术人员应利用GPS-RTK技术对矿山的整体地形条件进行测量，并根据数据做出专业分析，判断矿区地形出现形变的可能，以及形变量的范围。例如在测量中，选择基准点和观测点，对矿山地形进行长期数据收集，反映其动态变化情况，从而建立矿山监测网络，根据基准点和观测点参数变化，计算形变量。
3.2 GPS-RTK用于地形数字化测图
原有的碎部测量通常是依照测区现下图根控制点，通过平板仪测图来测图，应用全站仪时，无论测那个点，都应输入对应的地物编码，再通过成图软件完成图形制作工作，但上述方法在实际应用过程要求测站点与待测周围地物保持通视。同时，一台仪器应指派大约三人一起作业。应用GPS RTK开展测图工作时，无需通视，待架设基站以后，只要一人便可着手测量工作。在测量过程中，当测量仪器完全初始化后，面向待测地形地貌碎部点把测杆对中，待气泡居中以后，先测几秒，便能得到该点坐标，当精度满足标准后便能保存，在保存过程输入对应的特征编码，完成某区域自身地形地物点位测定工作后，经由专业数据传输与处理软件，便能够输出各个测量点。
3.3 矿区控制网的构建和应用
常规控制测量要求控制点间必须实现相互的通视，不仅操作复杂且精准度有效，同时所得结果无法在野外作业中第一时间获得和校对。而使用GPS-RTK技术实施测量既能确保所测得结果的实时获得，同时还能清晰地了解定位精准度，从而使得作业效率大幅提高。例如：在A山区复杂地形环境中的矿区控制网构建中，该区域原有BJ54坐标系统具备2个E级控制点，现根据工程需要通过GPS-RTK技术将其均匀加密至7个，检验表明点位精度平面均超过2.2mm，高程均超过10mm，能充分满足矿区控制网的加密布设需求。
4 GPS-RTK技术应用中的注意事项
GPS-RTK技术测量作业存在多种误差，例如多路径效应和点位对中误差，所以为了保证测量的精准度，在测量作业时如果需要改变精准站与移动站之间的间隔，移动距离最好不超过10km；野外测量作业应当提前绘制测量作业草图，这是因为野外测量作业最终目的是获得精准有效的内业成图，一次需要测量的控制点较多，提前绘制草图可以确保成图的精准度；应当尽可能选择和测量区域内分布均匀的控制点进行联测，这样就可以得到准确度较高的高程转换参数，从而确保了高程定位的有效性。
5结束语
经过多年的实地检验，GPS-RTK这种新型测绘技术在矿山测绘作业中的积极意义不言而喻。作为矿区测量人员应当把这一先进技术充分重视起来，并且在矿山测绘作业中进行充分的应用，这样可以在实践中总结存在的缺陷，便于日后改正优化，从而让GPS-RTK技术测量的有效性的不断的增加，为中国矿山进行高效的测绘作业提供强有力的技术保障。
参考文献
[1]李矿伟.GPS-RTK测量技术在矿山的应用[J].科技与企业，2015(5)：115.
[2]王玉龙.GPS-RTK技术在地质找矿测量中的应用分析[J].华北国土资源，2015(3)：59-60.
[3]杨学日.胡隆宏.GPS-RTK测量技术应用浅析[J].中国高新技术企业，2010(19).
[4]许志强.曹录．GPS-RTK技术在地形测量中的应用[J].中国科技博览，2018(7).