測量新技術在礦山測量中的應用

邱崇德

(福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364000)

礦山井下的測量環境比較黑暗、潮濕，空間狹窄，空氣的透視程度相對較低，同時測量所需要的設備也比較多，這無形中就增加了測量工作的難度。過去，我國煤礦井下測量主要使用經緯儀測角、鋼尺量邊來對導線進行測量。隨著計算機技術、空間技術與信息處理技術的迅速發展，測量技術與測量儀器不斷發展，我國的礦山井下測量工作也在發生著翻天覆地的變化。現階段，全站儀與RTK 已經在地面測量與井下測量中得到了普遍應用，筆者通過這幾年對全站儀與RTK 的使用，領悟出了一些技巧與方法，現在總結出來，以期對大家的實踐工作有一定的借鑒意義。

一 全站儀、RTK 技術概述

全站儀，全稱為全站型電子速測儀。它是集光、電、機為一體的高技術測量儀器，能夠測量垂直角、水平角、距離以及高差，因為它在一次安置后，就能夠完成該測站上的全部測量工作，所以又稱之為全站儀，足以見得其功能的齊全。全站儀還具有放樣與采集儲存的功能，應用起來非常方便，同時全站儀的精度也是相當準確的。全站儀測量原理主要包括以下幾個方面:電子測距儀測距、電子計算機自動數據處理、電子經緯儀測角以及電子補償器自動補償改正等等(如圖1 所示)。

圖1 全站儀設計框架

RTK 全稱為實時動態差分法，這種方法主要依靠的儀器是GPS，它能夠在野外實時獲得精確到厘米的測量方法。RTK采用了載波相位動態實時差分方法，是GPS 應用于測繪事業的重大突破，它的出現極大的提高了野外測量的效率，并且為地形勘探、工程放樣等測量控制帶來了曙光。

二 全站儀與RTK 在礦山測量過程中的應用

(一)在普查、詳查階段的應用

這一階段的應用主要是指地質人員依據現有的地質數據資料，進行整理，分析出這一區域內成礦的條件，從而對有可能成礦的區域進行劃定，然后再到實地去踏勘，對礦體露頭的位置認真標出。此時，我國可以利用全站儀與RTK 將坐標勘測出現，并將這一坐標標注在地質地形圖上，再針對露頭的位置，進行勘探線、探槽以及鉆孔等工程。對于詳查階段，我們還需要利用全站儀與RTK 繪制大比例尺的地質地形圖，再依據設計勘查的具體要求，對柱狀圖與剖面圖進行繪制，進而為下一步的估算與開發工作打下堅實基礎。

(二)建井初期的應用

依據國家、省市的相關規定，劃定探礦與采礦范圍，以及對實地勘測進行定界。進入施工階段時，要根據開發方案、施工方案以及實際勘測的數據，確定礦井的位置、辦公區域以及礦渣堆放的位置。架設線路、整平場地等施工過程都離不開全站儀與RTK.

(三)生產階段的應用

1.對井下巷道的貫通情況進行測量，指導技術人員進行巷道開拓，并且對采掘現狀的圖紙進行繪制。

2.國家職能部門，比如煤炭管理部門、國土管理部門利用全部儀與RTK 對礦區審查，審查的內容一般為是否存在違法開采的情況;礦井是否存在超層越界的情況;開采單位是否存在擅自更改設計方案的情況等等。

3.對礦區煤炭的儲量變化進行動態監督，從而為相關部門征收管理費用提供數據。

三 全站儀與RTK 的優勢

(一)全站儀的優勢

1.測量更加簡便。如圖2。

圖2 確定測量點位置

我們在進行井下導線測量時，給中心是一項最為基礎的工作，如圖2 我們給出了C 點的方向，如果使用經緯儀進行測量時，必須將∠ABC 算出來，而使用全站儀，我們就可以設置高級應用程序，在B 點架站，并且輸入A、C 點的坐標，全站儀就能夠自動撥角了，節省了時間，提高了效率。

2.誤差更小

我們可以從誤差傳播定律，推導出導線的最終邊方向誤差，其公式為:

由上面的公式我們就可以看出，點位、方位的誤差相應的減少了，而且精度也高于鋼尺。

(二)RTK 的優勢

一是作業的效率更高，通常情況下，RTK 只需一次設站，就可以對半徑為4 千米的測區進行檢測。二是精度高，在RTK 的工作條件之內，并且在半徑為4 千米的范圍之內，其精度可以實現厘米級。三是RTK 的自動化程度高，測量功能非常強大，處理數據的能夠非常強。四是RTK 技術只需滿足“電磁波通視”即可，同時受氣候、能見度的影響較小。

四 以RTK 為例進行精度分析

RTK 被廣泛應用于礦山測量領域還是近幾年的事，對于一些年級較大的技術人員來講，短時間之內還很難掌握其方法，而且對其準確性也有所懷疑，下面筆者以某礦區的一級附合導線控制測量成果與RTK 復測進行比較，探討RTK 的準確性。

表1 導線控制測量與RTK 成果比較

從表1 的數據中，我們可以看出兩次測量成果的坐標最大差值為279cm。我們可以推出RTK 完全可以滿足礦山的測量需要。

五 全站儀與RTK 在使用過程中的注意事項

(一)全站儀在使用過程中的注意事項

1.我們知道，隱蔽地區與帶狀地形適合在控制測量的過程中布設儀器導線;平面或者是高程控制一般可以同時進行，但必須按照相應的等級標準進行計算與測量，不必使用坐標測量功能。一般工程測量之中的前方交會、后方交會、經緯儀導線等等，其功能都比傳統測量更為精準、操作也更為便捷。

2.我們在地形測量的過程中，可以同時進行地形測量與加密控制測量，但是需要注意的是連續加密絕對不能超過規定的數量(通常為六個)，同時還要注意的是設置水平度盤的格式為右角、起始方位為后視方位。

3.在施工過程中，進行放樣測量時，我們可以使用全站儀的放樣測量功能，對設計好的中線、建筑的實際位置設置到地面來作為施工的一個依據。如果知道了放樣點的距離與方位時，我們可以選擇極坐標法;如果知道了放樣點的坐標時，我們可以選擇坐標法。同時還要注意的是，我們在輸入測站點坐標、后視點坐標時，還需要以測站點的坐標進行再一次確認，在測量后視點坐標時，要與已知后視點的坐標加以核對。

(二)RTK 在使用過程中的注意事項

1.注意衛星狀況的影響。由于RTK 的使用是受衛星系統情況限制的，因此，我必須要注意測區的衛星覆蓋情況。比如高山、林區、高樓密集地區是否存在遮擋。一旦出現了假值的問題，我們可以選擇RTK 測量成果質量控制的相關方法進行處理。

2.天空環境的影響。RTK 受天空環境的影響較為常見，所以在使用RTK 時，盡量不要選擇中午時間段，因為這一時間段受電離層的干擾非常強，而且共用的衛星數量也非常少，所以我們要注意對作業時段進行選擇。

3.存在高程異常的情況。RTK 作業對高程轉換的要求非常精確，這直接導致比如山區的誤差值較大，而且有一部分地區還是空白，因此我們必須要考慮到測區的實際情況，來考慮是否使用RTK 進行測量。

六 總結

綜上所述，目前全部儀與RTK 已經在礦山測量中被廣泛應用，其功能齊全、操作簡便、測量精準等優點也日益被人們所認同。相信隨著科學技術的不斷進步，全部儀與RTK 的功能必將更加完備，在推動我國測繪事業發展方面，也將會做出更大的貢獻。

［1］鐘少波.基于礦山地形測量案例的RTK 一體化技術研究［J］.科技資訊.2011(08)

［2］常海.基于多種類型全站儀水平角數據手簿的建立［J］.黑龍江科技信息.2011(02)