向　雙（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘探局物化探總隊，貴州 都勻 558000）

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GPS RTK技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用探討

向雙（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘探局物化探總隊，貴州 都勻 558000）

采礦生產(chǎn)過程復(fù)雜多變，現(xiàn)場作業(yè)面臨著各種風(fēng)險隱患，不利于采礦經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)性。信息技術(shù)用于礦山測繪體現(xiàn)了行業(yè)科技的先進性，GPS RTK能夠為礦山測繪操作提供技術(shù)支撐，幫助測繪人員解決實際測繪中遇到的相關(guān)問題。結(jié)合GPS RTK原理，本文分析了GPS RTK用于礦山測繪的特點，提出新型測繪系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用的方法。

GPS RTK；礦山測繪；應(yīng)用；技術(shù)方案

礦山測繪是對整個礦區(qū)的統(tǒng)籌規(guī)劃，根據(jù)測繪結(jié)果提出科學(xué)的設(shè)計方案，提升采礦行業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展水平。鑒于GPS RTK模式普及化發(fā)展，將其用于礦山測繪體現(xiàn)了技術(shù)的實用性，對礦區(qū)地質(zhì)開發(fā)與利用起到了促進意義。因此，測繪院在參與礦山工程建設(shè)過程中，要充分利用GPS RTK技術(shù)優(yōu)勢，為現(xiàn)場測繪與開發(fā)提供指導(dǎo)策略。

1　GPS RTK原理

GPS實時動態(tài)定位是基于載波相位的GPS相對定位方式。GPS RTK測量技術(shù)既保證了GPS測量的高精度，又具有實時動態(tài)性。其基本工作原理可簡述為：在兩臺GPS接收機之間增加一套無線電通訊系統(tǒng)。將兩臺或兩臺以上相對獨立的GPS接收機聯(lián)成有機整體，安置在已知點上的GPS接收機（基準站）通過電臺將觀測信息，測站點數(shù)據(jù)傳輸給流動站（移動站），流動站將基準站傳來的載波觀測信號與流動站本身觀測到的載波信號進行差分處理，從而獲得準確的三維坐標數(shù)據(jù)。

2　GPS RTK技術(shù)特點

我國礦業(yè)經(jīng)濟正朝著測繪化時代發(fā)展，各種測繪生產(chǎn)體系開始走向科技平臺，利用多種控制模式建立操控平臺可提高生產(chǎn)。根據(jù)測繪控制使用需求，GPS-RIK控制器成為測繪自動化中不可缺少的控制元件，用其對設(shè)測繪設(shè)備各項參數(shù)實施綜合化控制，為GPS-RIK控制器與測繪儀器連接創(chuàng)造了有利平臺。

（1）功能廣泛。GPS-RIK控制器隸屬于測繪自動化控制范疇，利用控制元件對測繪設(shè)備自動化調(diào)度，從控制技術(shù)、功能結(jié)構(gòu)、設(shè)備模式等方面建立數(shù)字平臺，為測繪現(xiàn)場控制提供了相對穩(wěn)定的數(shù)字體系，形成更為穩(wěn)定的數(shù)字模型，為采礦、建筑、冶金等測繪提供必要的操控功能。

（2）操控便捷。相比于傳統(tǒng)控制器元件，GPS-RIK控制器規(guī)律單一、魯棒性優(yōu)越、運行穩(wěn)定、便于控制，這些都說明GPS-RIK控制器實際應(yīng)用階段的可控制性，能夠滿足不同測繪體系的操控要求，為測繪生產(chǎn)調(diào)度平臺建立更為穩(wěn)定的系統(tǒng)，向測繪自動化提供了相對穩(wěn)定的運營結(jié)構(gòu)。

（3）反應(yīng)迅速。對于礦山測繪系統(tǒng)來說，GPS-RIK控制器具有滿意的控制效果，主要體現(xiàn)在控制速度、控制流程、控制方向等方面，完全按照人工操控平臺要求，為操作者提供更高層次的調(diào)度平臺，讓GPS-RIK控制器成為多種設(shè)備的控制儀器，使用戶體驗到多功能控制器創(chuàng)造的控制優(yōu)勢，體現(xiàn)了控制理論的可利用價值。

3　基于GPS-RIK技術(shù)路由算法系統(tǒng)設(shè)計

無線傳感器路由系統(tǒng)是一套集成開發(fā)工具，主要是使用c/c++等語言編寫的嵌入式程序進行編譯和調(diào)試。GPS RTK是一套高度精密且使用方便的嵌入式應(yīng)用編程開發(fā)工具。GPS RTK集成了，編輯器，編譯器，連接器，調(diào)試器，工程管理器等。使用非常的方便，而且編譯出二進制代碼的效率非常高。代碼優(yōu)化性能好。

（1）物理層。GPS RTK技術(shù)定義了兩個物理層標準，它操作于兩個分離的頻率范圍：868/915MHz和2.4GHz供全世界使用。GPS-RIK的物理層主要的任務(wù)是以下幾點：無線收發(fā)機的開啟和關(guān)閉、檢測信道上的能量、查看分組的鏈路質(zhì)量、基于CSMA-CA的空閑信道評估、發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。

（2）訪問層。基于GPS RTK技術(shù)平臺，礦山測繪中媒體介入控制層的使用了傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)中的帶沖突避免的載波多路偵聽訪問技術(shù)CSMA/CA方式，訪問層主要提供了數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)和管理服務(wù)，其功能主要入下：網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器產(chǎn)生并發(fā)送信標幀；設(shè)備與信標同步；支持RAN網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)和取消關(guān)聯(lián)操作。

（3）控制層。智能路由器控制自動化調(diào)度模式中，利用遠程控制對視頻系統(tǒng)遙控操作，提升了通信監(jiān)控系統(tǒng)的可控制性能，借助路由器裝置實現(xiàn)了一體化操作。近年來，通信區(qū)域改擴建范圍不斷增加，傳統(tǒng)通信監(jiān)控平臺難以達到預(yù)定要求，新網(wǎng)絡(luò)模式將在監(jiān)控流程中得到進一步延伸，這些都奠定了網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控模式的應(yīng)用價值。

4　礦山測繪中GPS RTK系統(tǒng)應(yīng)用

基于礦山數(shù)據(jù)控制轉(zhuǎn)換中遇到的問題，選定自動化控制技術(shù)作為操控模式，能從根本上提高接口數(shù)據(jù)的智能化處理水平。礦山數(shù)據(jù)控制作為計算機數(shù)據(jù)處理中轉(zhuǎn)點，其在傳輸數(shù)據(jù)過程中也要注重自動化控制利用，GPS RTK通過對原始數(shù)據(jù)優(yōu)化篩選、智能調(diào)配、自動化控制等處理之后，不斷提高了數(shù)據(jù)資源的有效利用率。

（1）信息管理。針對計算機礦山數(shù)據(jù)控制控制方式存在的問題，要注重原始數(shù)據(jù)自動化控制與處理，不斷優(yōu)化原有的數(shù)據(jù)接口工作模式。當GPS RTK長期處于不匹配狀態(tài)下，數(shù)據(jù)庫自動收錄信號能力將會減弱，用戶所接受到的數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)誤差。針對計算機礦山數(shù)據(jù)控制應(yīng)用存在的問題，除了改變計算機軟硬件系統(tǒng)外，還要通過自動化控制器建立可靠的轉(zhuǎn)換平臺，對外來數(shù)據(jù)及時收錄與處理。

（2）信號管理。礦山數(shù)據(jù)控制是計算機系統(tǒng)的核心部分，GPS RTK可用作各類數(shù)據(jù)傳輸與操控處理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的自動化控制。例如：數(shù)據(jù)庫查詢、中斷處理、智能存儲等是自動化控制技術(shù)不可缺少的應(yīng)用方式，用戶要根據(jù)礦山數(shù)據(jù)控制組合狀態(tài)執(zhí)行科學(xué)的程序命令，為不同寄存器及控制器提供更加安全的的操控流程，避免人工操作失誤造成電路故障或數(shù)據(jù)丟失等問題。

（3）測繪管理。礦山數(shù)據(jù)控制是CPU和I/O設(shè)備之間交換信息的中轉(zhuǎn)點，計算機礦山數(shù)據(jù)控制出現(xiàn)問題則會大大影響數(shù)據(jù)處理效率。GPS RTK運行速度關(guān)系著數(shù)據(jù)處理效率，自動化控制是為了更好地操控礦山數(shù)據(jù)，這需要用戶根據(jù)個人操作要求設(shè)定控制方案，進而滿足不同區(qū)域的功能控制要求?？紤]到用戶數(shù)據(jù)操作處理要求越來越高，必須要對礦山數(shù)據(jù)控制功能進行優(yōu)化改造，強化原始數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)運行的總體效率。

（4）人機管理。結(jié)合礦山測繪實際工作要求，GPS RTK設(shè)定人機操作與模糊控制平臺，模糊控制系統(tǒng)按照人工智能體系。例如，結(jié)合人的思維、動作、語言等元素，將自然語言轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ふZ言，以計算機控制平臺為中心建立模糊控制系統(tǒng)，加快了模糊控制系統(tǒng)的改造建設(shè)，成為測繪控制領(lǐng)域的新方向。由于計算機用戶人數(shù)越來越多，計算機數(shù)據(jù)處理中心承受的風(fēng)險系數(shù)更高，小容量數(shù)據(jù)庫無法滿足大量數(shù)據(jù)同步處理要求。

5　結(jié)論

GPS RTK用戶礦山測繪是技術(shù)創(chuàng)新表現(xiàn)，能夠為采礦也提供技術(shù)支撐，幫助測繪院設(shè)定更為可靠的操控平臺。基于礦山測繪系統(tǒng)下，測繪人員可按照預(yù)定數(shù)據(jù)模式進行自動化操作，利用人機操控平臺實現(xiàn)礦山測繪一體化。其中，對于特殊區(qū)域礦山測繪操作，GPS RTK能夠按照預(yù)定平臺執(zhí)行任務(wù)，收錄正確的礦山測繪處理數(shù)據(jù)，進一步拓寬測繪數(shù)據(jù)平臺。

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向 雙（1987-），湖南人，助理工程師，本科，主要從事工程測量、測繪工作。

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2095-2066（2016）04-0095-02

2016-1-19