浅谈RTK技术在露天矿山测量中的应用

1、    浅谈rtk技术在露天矿山测量中的应用    张近芳摘要：rtk技术在露天矿山测量中具有实时性、精度高、可靠性强、工作范围大、精度分布均匀等特点。本文主要介绍了rtk技术在露天矿山测量中的应用。关键词：rtk技术；露天矿山测量；应用近年来随着cors基站的相继建立并成为重要的地理空间数据基础设施，此技术中的rtk因其高效性和经济性成为測绘技术中的新宠。本人就rtk的工作原理及在露天矿山测量中的应用情况简单介绍：一、rtk的工作原理实时动态rtk（real time kinematic），是以载波相位观测量为依据的实时差分gps测量技术，它是gps测

2、量技术发展中的一个新突破。rtk测量的基本工作模式是： 在基准站上安置1台接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站gps接收机在接收gps卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差x、y、h，加上基准坐标得到的每个点的wgs-84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标x、y和海拔高h）。二、rtk在露天矿山测量中的应用露天矿山测量包括控制测量、地形图测量、土石方量计算测量等。一般测绘技术路线主要有两种：一种是利用全站仪、水

3、准仪等设备，从已知点起算，逐步测量，求得所需数据；二是利用gnss接收机，采用单基站模式，通过接收卫星信号，利用地面已知点校正来求取待定点坐标。其弊端是每次测量基准站必须设立一基站点向流动站发布信号，制约了流动站作业范围，且精度随着距离的增加而增大。采用rtk只需与cors系统联系，便可作业，大大提高了效率和精度。（一）工作效率下面我以2016年5月份本人利用rtk测量技术在云南永昌硅业股份有限公司龙陵县象达乡白石头山硅石矿开采现状图举例说明：开采现状图是公司对该矿山近年来开采充份了解实地的一个原始依据。第一步本人将rtk基准站设立在地势较开阔的地段，将设备连接好，调至开始工作状态，整个架设仪

4、器、数据校正过程简单快捷。如采用全站仪测量则要在已知点架设仪器，对中整平，耗时将远远超出rtk架设时间第二步是校点，利用矿山已有控制点t2和i-2进行仪器校正，用rtk校点基站上无需人员，一个人便可持子机到已知控制点进行校点。而全站仪则不同，需要架设在t2或i-2控制点上，要一个人在此观测，另一人到另一控制点手持棱镜才能完成校点工作。第三步便是到测区进行测量，全站仪测量需要一人观测仪器，另一个人持棱镜才可以进行测量，而rtk则可以一个人持子机测量。由此可见，用传统全站仪进行测量至少需要2个人，而rtk一个人同样可以完成测量任务。白石头山矿山矿权面积1.3179平方公里，现状图测量面积约0.32

5、平方公里，若按以前水准仪、经纬仪及全站仪传统测量技术，此次现状图测量需要4-5天时间，然而本人利用rtk技术仅仅用了2天时间，有效的提高了工作效率。（二）精度rtk的测量精度包括两个部分，其一是gps的测量误差，其二是坐标转换带来的误差。1.实时载波相位差分我们知道，在利用gps进行定位时，会受到各种各样因素的影响（见上节中的gps误差源），为了消除这些误差源必须使用两台以上的gps接收机同步工作gps静态测量的方法是各个接收机独立观测，然后用后处理软件进行差分解算。那么对于rtk测量来说，仍然是差分解算，只不过是实时的差分计算，也就是说，两台接收机（一台基准站，一台流动站）都在观测卫星数据，

6、同时，基准站通过其发射电台把所接收的载波相位信号（或载波相位差分改正信号）发射出去；那么，流动站在接收卫星信号的同时也通过其接收电台接收基准站的电台信号；在这两信号的基础上，流动站上的固化软件就可以实现差分计算，从而精确地定出基准站与流动站的空间相对位置关系。在这一过程中，由于观测条件、信号源等的影响会有误差，即为仪器标定误差，一般为平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm.2.坐标转换空间相对位置关系不是我们要的最终值因此还有一步工作就是把空间相对位置关系纳入我们需要的坐标系中。gps直接反映的是wgs，而我们平时用的则是北京54坐标系或西安80坐标系所以要通过坐标转换把gps的观测成果变

7、成我们需要的坐标。这个工作有多种模型可以实现，我们的软件采用的是平面与高程分开转换，平面坐标转换采用先将gps测得成果投影成平面坐标，再用已知控制点计算二维相似变换的四参数，高程则采用平面拟合或二次曲面拟合模型，利用已知水准点计算出该测区的待测点的高程异常，从而求出他们的高程。坐标转换也会带来误差，该项误差主要取决于已知点的精度和已知点的分布情况。三、存在问题及解决方法利用rtk进行测量不受大气、地形、通视等条件的限制且不受区域作业范围的影响，可大大提高劳动生产率及精度。同时rtk也存在着不定性因素，如观测时卫星分布、卫星信号、通讯网络、接收机本身解算软件、仪器周边建筑及水、湖面的多路径效应都会降低观测点的质量。在作业前应作好星历预报，选择好的观测时段，并在控制点上进行检核，确定仪器工作状态。在rtk无法测量的区域，可采用常规测量仪器与rtk测量相接合的方法进行测绘，才能更好的提高效率，保证成果的质量。参考文献：1徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民.gps测量原理及应用.武汉：武汉大学出版社