RTK定位技術配合常規測量方法對澮河大堤進行沉降監測的探討

郭紅 王偉

（皖北煤電集團有限公司錢營孜煤礦,安徽宿州 234000）

RTK定位技術配合常規測量方法對澮河大堤進行沉降監測的探討

郭紅 王偉

（皖北煤電集團有限公司錢營孜煤礦,安徽宿州 234000）

RTK定位技術是GPS測量技術發展中的一個新突破，在很多領域已得到廣泛的應用，目前在礦山測量中也有非常好的應用前景。本文闡述了RTK技術的原理和在野外測量作業中配合常規測量方法的施測過程，以及RTK應用中應注意的幾個關鍵技術及處理方法。此次沉降觀測為“三下”采煤提供可靠的設計參數，并指導礦山安全生產，為開采沉陷監測提供了有力保證。

GPS；常規儀器；地表沉降觀測；“三下采煤”

隨著測繪行業儀器的快速更新換代，測量方式上也發生著革命性的變革，RTK技術的出現使野外測量不再受一般光學儀器所要求的通視的限制，然而RTK定位技術還存在一定的局限性，比如遮擋、強磁場干擾、太陽黑子等因素都對測量質量有一定的影響，甚至無法測量，這就需要搭配常規測量方法取長補短。在對澮河大堤進行沉降監測的項目中采用RTK配合常規測量方法，很好地完成了外業采集工作，各項技術精度指標均符合規范要求，取得了不錯的經濟和社會效益。

1 測區概況

錢營孜煤礦隸屬于皖北煤電集團，是安徽省“861”重點建設工程，皖北地區在建的最大的綜合自動化礦井。井田地質儲量5.45億噸，可采儲量2.18億噸，設計年產量為180萬噸，礦井服務年限86.4年，礦區覆蓋面積約50km2。礦區范圍內及周圍的地形較平坦，淮河的主要支流澮河位于礦區南部，從3213工作面上方穿過，河堤縱向與3213工作面走向斜交，兩岸河堤之間平均寬度為200m，水面平均寬度為110m，水深約4m左右，正常水位+16.5m，堤頂距水面約5m以上。北堤最大標高為+21.3m，南堤最大標高為+22.4m，南北堤頂最小標高在+18.0m以上。由于澮河為跨省河道、淮河的主要支流之一，肩負兩岸排灌的重要使命，為了保證汛期兩岸人民的生命和財產安全，必須采取積極措施對塌陷段河堤進行治理，因此對河堤進行沉降觀測是非常必要的。

2 進行澮河大堤沉降監測的意義

2.1 滿足礦井安全，開展“三下”采煤工作的需要。

2.2 安全合理地留設保護煤柱，解放壓煤量，節約煤炭資源。

2.3 充分掌握河堤在采動過程中縱、橫向的移動與變形情況，保證汛期兩岸人民的生命和財產安全以及預防井下突水事故。

2.4 提供該地區準確可靠的地標移動變形參數，掌握由于采動引起的河堤移動變性特征與規律。

3 RTK定位技術配合常規測量方法對澮河大堤進行變形監測的步驟

3.1 RTK定位技術簡介

實時動態測量技術（Real Time Kinematic，簡稱RTK），是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術，它是GPS測量技術發展中的一個新突破。

RTK測量是根據GPS的相對定位理論，將一臺接收機設在基準站，另一臺或幾臺接收機放在流動站上，同步采集相同衛星的信號。基準站在接收GPS信號并進行載波相位測量的同時，通過數據鏈將觀測值、衛星跟蹤狀態和測站坐標信息按照RTCM數據格式一起傳送給流動站，流動站通過數據鏈接收來自基準站的數據，并對數據解調后，利用GPS控制器內置的隨機實時數據處理軟件，與本機采集的GPS觀測數據組成差分觀測值，進行實時處理，給出待測點的坐標、高程及實測精度。

3.2 工作流程

3.2.1 測前準備

在距離測區4km的范圍內選取一個穩定控制點架設GPS基準站。建立測區沉降觀測坐標系；在測區范圍內均勻選取3～4個控制點，作為RTK監測時檢校基準，應用經典三維計算方法計算該區域坐標轉換參數，建立坐標系。在施測前，為確保觀測數據準確可用，我們往往利用兩點校正，第三點檢查的方法來校正，當檢核精度滿足要求時，方可開始正常作業。

3.2.2 外業數據采集

在開闊和地勢起伏較大的地方采用RTK觀測，主要步驟為：進行流動站系統配置，建立作業名；選擇設定的坐標系；初始化儀器通信端口，建立流動站與參考站的網絡連接后便可以進行觀測，每個測點觀測20個歷元（每個歷元為5s）。在樹林灌木集中區等不利于RTK施測的，可借助常規測量方法即平面采用全站儀附和導線測量，高程采用水準測量進行補測。

3.2.3 數據的后處理

數據下載并處理。將RTK采集的觀測點三維坐標下載至電腦指定的文件中，連同常規測量方法獲取的資料，根據測點數據變化情況和收集的基礎資料（該區域已有的開采沉降資料，如移動角、下沉角、充分采動角、松散層移動角及其他相關參數）分析大堤及其周邊地表沉降變形參數。

4 結束語

該項目的創新之處就在于將RTK技術引入到大堤沉降監測的工作中，實時動態測量RTK（Real-Time-Kinematic）定位技術是基于載波相位觀測值的實時動態GPS定位技術，它是GPS測量技術發展中的一個新突破。利用它配合常規測量方法進行沉降監測，增加了作業方式的靈活性，縮短了觀測時間，操作更加簡便，并且實現了全天候作業。

[1]徐紹銓，張華海等.GPS測量原理及應用[M].武漢大學出版社，2003.

TD325

A

1003-5168(2014)04-0032-01

郭紅（1988.3—），男，安徽界首人，長春工程學院工學學士，助理工程師，研究方向：測繪工程。