RTK技术在金属矿山测量中的应用研究

RTK 技术在金属矿山测量中的应用研究
发布时间：2021-04-30T07:40:00.801Z 来源：《福光技术》2021年1期作者：赵凯[导读] 研究发现 GPS 与地区的高程有关，海拔越高的地区 GPS 定位的精度越高。

呼伦贝尔山金矿业有限公司内蒙古呼伦贝尔 022357
摘要：金属矿山测量工作是一项系统、复杂的工作，在这个过程中周期较长，需要测量人员长期在野外恶劣的环境下开展测量工作，当前主要应用的测量技术就是GPS 和RTK 技术，利用先进的卫星定位仪器对实际的矿产位置进行测量定位，最终形成准确的金属矿产分布图。

基于此，本文主要研究了RTK 技术在金属矿山测量中的实际应用。

关键词：RTK 技术；金属矿山测量；应用研究
1分析RTK 的基本原理
RTK 技术的测量，首先要将基准站搭建在已知（如国家测量控制点）或未知点上，基准站保持固定，接收站接收到的卫星信号通过基站内部无线电台实时发给用户；用户接收机将移动站接收到的卫星信号和收到基准站的信号实时联合解算，求得基准站和流动站间坐标增量（基线向量）。

RTK 系统主要由四大部分组成，即接收卫星信号的基准站部分、负责数据处理的控制中心部分、负责数据通信的线路部分以及接受信息的用户部分。

在这四部分当中，数据处理的中心部分尤为重要，不仅要承担数据的处理作用，同时还要对数据起到传输和接收的作用。

数据处理中心主要有以下几种处理数据的算法：虚拟参考站算法、线性组合算法和内插算法。

本小节主要介绍内插算法。

内插算法的基本原理为：首先对某个已知的点定位，得到移动站的近似三维坐标，基准站和移动站接收同一时刻，同一卫星发射的信号，基站所得的观测值与已知的位置信息比较，根据载波相位值和基准站的坐标，可以得到基准站的差分改正数，再结合前面测得的移动站的近似三维坐标，就可以计算移动的准确坐标。

通过内插法推导移动站的精准坐标这个过程，可以得到一个引出移动站的测量误差与基准站和移动站之间的布设方位有关。

有学者对RTK 的内插算法研究中指出，采用内插算法对流动站的定位精度进行研究，研究发现 GPS 与地区的高程有关，海拔越高的地区 GPS 定位的精度越高。

2分析RTK 技术在金属矿山测量中的应用
2.1地形测图
在金属矿山的地质勘查过程中，人们通过勘查技术可以大概确定金属矿产的额储藏位置，然后将矿产的实际位置反映到图纸中，这样便于计算机的数据信息分析和处理。

在进行金属矿产地形测图的过程中，就需要应用RTK 技术对矿产的边界碎部点进行测量。

在测量的过程中，首先要建立好卫星基站，利用基站点与待测点的信号分析来对待测点的三维坐标进行计算，由于RTK 技术自动化程度较高，只需要一名工作人员手持信号接收杆就可以对待测点进行测量了。

在测量的过程中，为了合理的区分各个点位的不同，可以对待测点进行编号，然后按照编号顺序将待测点一一测量并记录到仪器中，对于不同的矿产储存位置可以进行不同的编号，在测量完成后，仪器设备可以利用自动化的数据和信息分析功能对已经测量的点进行归类，这样可以快速生成矿产地形图，提升了测量的工作效率。

矿区的地形图可以给工作人员使用，利用图纸的信息可以进行方案制定、开采过程分析等，这样可以提供给工作人员更多的信息，加快了整个金属矿山测量和开采的效率。

2.2放样操作
实施区域放样操作，即为控制与碎步操作过程，借助 GPS-RTK 科学技术实施区域放样操作，需将测区内部控制点确定下来，合理制定测量实施方案，确保能够满足于加密的控制网实际精度标准，控制点处坐标和所对应大地的坐标均需具有准确性，需有足够的放样数量，分布范围需科学合理，对各个测点间关系予以有效明确。

实操期间，放样形式有两种，即为点放样和线放样。

广大技术员需把设计点位的坐标输入至电子手薄内，走动于场地内部，依据 GPS 接收装置命令执行操作，放样所设计的点位。

经实证分析后可了解到，借助GPS-RTK 科学技术实施区域放样操作，实操效率与放样的精度均可得以保证。

2.3建设矿山控制网
为了提高矿产资源数据的精确性，在测绘工作实施过程中，应基于 GPS-RTK 技术建设规范化的矿山控制网，对获取的实测信息进行全面综合处理，以此评定测绘点的实用性，同时可根据基准站布设工作流程，掌握站点与控制网之间不同参数变量的一致性，评估矿山工程是否可以持续进行。

建设工作步骤如下。

第一步：检测信号接收网的灵敏度与网络覆盖能力，打开信号接收装置，调试信号接收塔与卫星远程 GPS 定位装置，输入基站与移动站点的空间坐标，检测其与
WGS-85 坐标的一致性。

第二步：检查灵敏指示灯是否处于常规工作模式，随机选择监测点，调整控制网工作频率，输入待转换坐标参数，按照比例尺的划分标准选择，计算其是否与矿区工作保持相同趋向。

第三步：选择测绘区域放样点，结合矿区实际地质条件，控制放样后碎步，严格遵循区域控制点标准，制定相对完善的矿山控制网规划方案，在矿区待检测区域内实施检测工作，时刻关注定位
RTK 信号接收装置的运行数据，降低由于设备自身原因引发的信息接收故障。

第四步：在获取监测点数据信息过程中，应确保数据的合理性与准确性，同时根据实际矿产资源需要控制获取监测数据的数量，保障数据全面性的同时，完善矿产资源控制网的建设。

2.4监测地面变形
受施工技术、水文、气候环节等所影响，矿区地面会有位移、沉降等变形情况出现。

监测地面变形，即为对矿区地面高程和水平位置实施动态化观察，与相邻的数据做好对比分析，获取沉降量和位移量相关数据信息。

实测期间，大部分矿区内会预设好形变的观测点和基准点，促使观测网格能够形成，为测量精准度提供保证，充分满足于地面变形实测标准。

与传统的观测手段相比，借助 GPS-RTK 科学技术，能够实现由静态化采集数据逐渐转变成为实时动态化监测，实操结果精准度得以大幅度提升，对于分析矿区的地面变形十分有利。

2.5新型华测导航 i90 惯导 RTKGNSS 惯导接收机的应用
华测导航i90 惯导RTKGNSS 惯导接收机作为一种新型的测绘仪器，其内部结构采取内置的高精度 IMU 惯导模块与卫星惯导组合定位结合的方式，从而实现了对数据的全方位测量，并在一定程度上提高了测绘的效率以及信息数据的精准度。

此外，华测导航 i90 惯导 RTK 是在传统 RTK 模块基础上集成新的惯导模块，从而带来了技术的革新，惯性导航与卫星定位之间的相互结合，有效提高了测绘工作的效率。

另外，虚拟 ESIM 技术的使用实现了不插卡就能完成网络作业的功能，不仅降低了相关操作人员的使用难度，还推动了其他科技装备的发展进程。

3未来矿山测量技术发展趋势
将矿山安全生产管理与矿山测量结合起来，加强对测量仪器的研究和大力开发，不仅可增加仪器设备的使用功能，还能增强便携式的测量工具，最大程度发挥测量工具的作用，使测量仪器设备的使用步骤得到简化，这样测量人员也能更快地掌握测量工具，减少测量误差，提高测量仪器的使用率和测量工作的效率。

从矿山角度来看，第一，对矿山测量技术的深入研究，将在保持该学科特色和丰富内涵的基础上，矿山测量被纳入到测绘科学中，不断寻求突破开辟新的研究领域，目前已经有测量学科的研究人员探索建立了矿山生态学新学科。

完善的测量技术规程和生产规范更加有利于矿山测量技术人才的培养，在未来更加注重对多学科交叉的复合型和专业型人才的培养，强化技术人员适应测绘高新技术发展的需要，提升开发和应用应变的能力。

第二，随着数字摄影测量和遥感技术方面的发展，遥感数字摄影这些高新技术被应用到了矿山测量中，将现代矿山工程测量和高新技术结合，可形成更为先进的测量技术，有利于完善测量技术体系。

4结束语
总之，在实际的金属矿山测量中，合理的应用RTK 技术提升测量效率，保证测量精度。

结合当前实际应用 RTK 技术中存在的问题，采取有效的措施进行解决，这样能进一步提升 RTK 技术测量水平，推进RTK 技术在金属矿山测量中的应用，从而促进我国冶金行业的发展。

参考文献
[1]郭文龙 .GPS-RTK 技术在矿山测量中的应用分析 [J]. 中国金属通报,2020(03):18+20.
[2]耿谏 , 贾斌 . 关于 GPS-RTK 测量仪器在矿区采空区的应用分析[J]. 矿产勘查,2019,10(11):2785-2788.
[3]赵少锋 .GPS-RTK 在矿山测量中的应用及其存在问题认识实践[J]. 中国金属通报,2019(10):23-24.。