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GPS-RTK技术在矿山测量中的应用研究

发表时间：2021/5/18 来源：《基层建设》2020年第35期作者：司岩

[导读] 摘要：GPS-RTK技术因其较高的准确性应用于很多领域，包括土地测量，工程测量等。对于矿山测量，测量数据的准确性与相关项目的顺利开展之间有着密切联系。

        辽宁省化工地质勘查院有限责任公司辽宁省锦州市 121007
        摘要：GPS-RTK技术因其较高的准确性应用于很多领域，包括土地测量，工程测量等。对于矿山测量，测量数据的准确性与相关项目的顺利开展之间有着密切联系。实际应用上，GPS-RTK技术不仅能够较好地对矿山进行数据测量，还可减少人力物力等，且测量效率相对较高，对推动整个测绘行业的发展有着重要作用。
        关键词：GPS-RTK技术；矿山测量；应用研究
        引言
        随着我国经济的发展，工业化进程加快，经济发展中对金属的需求日益增加，金属工业必须采取有效措施，满足日益增长的金属需求，提高采矿推广效率，确保在采矿前准确测量金属矿山的位置。为了精简金属开发计划的执行工作，必须调查和管制矿物资源的现有库存，以便今后能够进行统一规划。在这方面，需要提高金属山测量的准确性，以确保测量与实际测量相一致，便于今后开采金属矿山。金属杆测量是一项系统、复杂的任务，需要在野外恶劣的环境中长期进行测量。当前应用最广泛的测量技术是GPS和RTK技术，采用先进的卫星定位设备测量实际矿物资源，最终制作准确的矿物地形图。测量金属矿物时，由于测量过程的复杂性，受影响的因素较多。测量精度受操作人员、测量仪器、测量技术以及测量周围环境的影响，以控制测量质量，提高测量精度，加强对这些影响的控制，进一步完善金属部门的测量，促进我国金属工业的形成。
        1GPS-RTK技术工作原理
        GPS-RTK属于一种载波相位差分测量技术，配置了GPS、数字传输等技术（GPS-RTK原理示意图见图1），在测量中能够提供较为准确的信息数据，而且还能准确获取测量项目的位置，测量的整体效率较高。在实际的测量过程中，主要通过设置相应的基站连接接收器，对于不同位置的接收器，也能够实时接收到同样的数据信息。基站接收信息并进行计算，再通过GPRS网络进行数据传输，并通过不断改进，能进一步提升相关数值的准确性，从而得到的位置信息也更准确，且所需时间也较短。
        2GPS系统组成
        定位中目前应用较多全球定位系统（GPS）的子系统体系结构主要包括航天器和地面监测系统的主要组成部分。航天器由距离地球表面20万公里的24颗卫星组成，相应的卫星均匀分布在6条轨道上，水平之间的角度为60°，卫星导航周期基本上是半日。这样可以确保卫星发送的信号随时随地都能收到。地面控制系统由主控制、监测站和入侵者组成。该控制站的主要目的是根据有关监测站的观测数据计算卫星参数，传输卫星数据，监测卫星，向卫星发出指令等（a）监测站主要用于接收卫星碗，并实时监测卫星的运行和运行状况；整合的功能是将主站计算的数据传输到相应的卫星。
        3GPS-RTK技术优势
        （1）操作简便。在GPS-RTK的应用中，当信号处于正常传输状态，可不需太多人力物力，而且操作简单，整体的效率较高，有利于节省项目成本。（2）数据准确度高。从实际的测量情况看，GPS-RTK技术测量的精准性非常高，定位数据准确，整体的测量效果较好。（3）填补传统技术缺陷。GPS-RTK技术在一定程度上弥补了传统测量技术的缺陷，在光学等方面有较大的突破，使得其在测量中精准度更高，即使是较复杂的地形也能较好地测得其所在的位置[4]。（4）自动化程度高。GPS-RTK技术应用内基站中的软件控制系统，自动化、集成化程度较高，从而避免人工操作所产生的误差。
        4RTK技术在金属矿山测量中的应用
        4.1地形测图
        金属矿山地质勘察中，可以利用勘探技术大致确定矿物的存放地点。然后，可以在一个计划中反映矿物的实际位置，从而简化计算机数据的分析和处理。

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金属矿物的地形表示需要RTK技术来测量矿物的边界碎片。测量过程首先创建一个良好的卫星站，然后使用基点和测量点的信号分析计算测量点的三维坐标。RTK技术自动化程度很高，因此测量点只能由手持信号接收器的员工进行测量。若要在测量过程中从逻辑上区分不同的点位置，可以对测量点进行编号，并按编号顺序进行测量，然后将其捕获到仪器中。不同的矿藏位置可以不同的编号。测量完成后，仪器可以使用自动化数据和信息分析功能对测量的点进行分类，以加快创建速度。矿物地形图可通过利用方案设计计划、施工过程过程分析等信息提供给工作人员，使工作人员能够获得更多信息，加快整个金属矿山的勘测和开采效率。
        4.2在矿山相关数据处理中的应用
        GPS RTK系统包含一个GPS接收器，可实现全天候连续观测。观察到的实时数据可以传输到控制中心，在那里可以进行分析、处理和存储。该技术设备在测量项目的水平和高度方向上具有显着优势，可实现所需的测量精度。对大型暴露矿物中GPS RTK技术设备的有效检验，确保了技术测量的准确性，同时也体现了技术设备的有效性。这对提高测量参数的准确性和有效性至关重要。
        4.3基于GPS-RTK的观测站布设方式
        GPS-RTK的整体观测范围处于边界位置，由于存在建筑遮挡的情况，所以在观测中会受到一定的限制。若是采用常规方式来进行观测站的设置，困难较大。因而采用GPS-RTK组合电子水准仪对该矿进行勘测，以准确了解矿山的地形、地貌。观测台中有两条观测线，一是沿矿石路线方向，另一个是工作面方向。
        4.4矿区地面形变测量
        现在，在矿产区观测土壤变形时，通常使用一个预置的土壤变形观测点和一个由两个组成部分组成的参考点实时检测土壤变形。测量金属区域中土壤的畸变，以建立土壤水平位置和高度的动态表示，并通过与邻近位置的数据进行比较，获得有关矿井地面沉降和水平位移的信息。这不仅提高了测量数据的准确性，而且提高了工作效率。
        4.5在露地减产中的应用
        大开矿每月产量较高，相应工程的施工单位要求减少产量。采用GPS RTK技术，减少时无需设置相关接线点，只需设置主机设备即可。此外，GPS RTK技术可降低产量。可以同时使用多个桩号来捕获相应的建筑场地点，而无需查看打断点之间的情况。这样可以独立观察各个碎片，而不会出现新的错误。总体而言，利用全球定位系统RTK技术减少大面积暴露的矿区，可以促进矿区劳动力节约。此技术通常在两天内淘汰，与上周相比可提高工作效率。
        结束语
        GPS-RTK测量技术在大型矿山测量的应用，不仅可降低测量成本，还可弥补传统测量技术存在的不足，从而提升矿山的整体测量质量。随着相关技术的进步，GPS-RTK测量技术不断完善，其在矿山项目中也将发挥出更强大的作用。
        参考文献：
        [1]曾瑞栋，肖俊.GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用探讨[J].世界有色金属，2019（16）：30-31.
        [2]孙敏刚.GPS-RTK技术在矿山测量中的应用分析[J].冶金管理，2019（09）：18-19.
        [3]向双.GPS-RTK技术在矿山测绘中的应用[J].世界有色金属，2018（24）：18+20.
        [4]陈坦.GPS-RTK技术在矿山测量中的技术应用浅析[J].世界有色金属，2018（19）：29-30.
        [5]于贺，侯杰，樊坤.GPS-RTK技术在矿山测量中的应用探究[J].山东工业技术，2018（24）：86.