GPS-RTK測繪技術在煤礦整裝勘查中的應用

常智勝

（貴州省地礦局一一三地質大隊，貴州六盤水 553001）

GPS-RTK測繪技術在煤礦整裝勘查中的應用

常智勝

（貴州省地礦局一一三地質大隊，貴州六盤水 553001）

GPS-RTK測繪技術，可以為煤礦整裝勘查測繪工作帶來極大的方便。以GPS-RTK測繪技術，在盤縣保田煤炭整裝勘查測繪工作中的應用為研究對象，從控制測量、勘探線測量及鉆孔、探槽、剝土工程點測量等幾個方面，淺析在煤礦整裝勘查工作中，GPS-RTK測繪技術應用的先進性和方便性，并且對本次盤縣保田煤炭整裝勘查測繪工作的精度進行了檢測，充分證明了GPS-RTK測繪技術，在此項工作中完全能滿足精度要求，充分論證在煤礦整裝勘查測繪工作中，GPS-RTK測繪技術所發揮的積極作用。

煤礦整裝勘查；GPS-RTK測繪技術；方法應用

煤礦整裝勘查作為我國整合煤炭資源量、探明煤炭資源儲備的一種重要工作手段，必不可少的要應用測繪技術進行控制測量、勘探線測量及工程點測量（包括鉆孔工程測量、探槽工程測量及剝土工程測量等）。而在測繪領域，GPS-RTK測繪技術以其定位精度高、觀測時間短、觀戰間無需通視、可提供三維坐標、操作簡便、全天候作業及功能多應用廣等優點，被廣泛運用在煤礦整裝勘查的工程測量中。

Real Time Kinematic測繪技術（簡稱RTK）即全天候實時動態定位技術，是GPS測繪技術和數據傳輸技術的完美結合。GPS-RTK測量過程一般包括：基準站選擇和設置、移動站的設立等（徐紹銓等，2003）。GPS-RTK定位的數據處理過程是基準站和移動站之間的單基線處理過程，基準站和移動站的觀測數據質量好壞、無線電的信號傳播質量好壞對定位結果的影響很大。野外施測時，測站位置的選擇對觀測數據質量、無線電傳播影響很大。移動站作業點是由工作任務決定的觀測地點，所以，基準站位置的選擇非常重要（陶世龍，2012）。

1 測區概況

貴州省盤縣保田煤炭整裝勘查區位于貴州省南西部，其地理坐標為東經：東經10430 52104 53 26；北緯2520 06～2529 44。東西長22.75km，南北寬約17.75km，面積262.53km2。行政區劃上分屬盤縣忠義鄉、新民鄉、保田鎮、普田鄉管轄。勘查區位于盤縣南東部，地勢北西高南東低，最高點在勘查區北部胡家箐梁子山頂，海拔為1987.8m；最低點在勘查區南東角樓下河，海拔為1060m，為當地最低侵蝕基準面；相對高差達927.8m，一般地區多為1500～1800m，為中中山地貌。測區有多條鄉村毛石路到達，行車狀況較差。

2 測繪儀器介紹

本次外業測量儀器使用中海達F61 GNSS GPSRTK儀器（1+5）一臺套（儀器經省級質監部門質檢合格），采用儀器配套的HDS2003全球版解算軟件進行內業數據結算，采用南方CASS7.0數字化軟件進行成圖。經綜合分析研究，本次采用GPS-RTK對本次煤炭整裝勘查區進行靜、動態野外測量。

3 施測方法

3.1 作業依據及采用測量成果

作業依據《地質礦產勘探測量規范》（GB/ T18341-2001）、《全球定位系統（GPS）測量規范》（GB/ T18314-2009）及《工程測量規范》（GB50026-2007）。

該項目采用國土資源局提供的3個國家C級控制點作為此次測量的平面坐標和高程起算點（其中：點1、點2作為首級控制測量點，點3作為檢核點），并以1985年國家高程基準為高程系統，采用1980年西安坐標系和1954年北京坐標系兩套坐標系統。經實地觀察和復測，以上國家C級控制點標示標牌及中心石樁完好，控制點平面坐標及高程精度良好，標石和其成果符合規范的要求，可以作為此次煤炭整裝勘查工作中控制測量的起算點。

3.2 控制測量

通過GPS靜態技術引測當地國土局提供的國家控制點C級點布設首級控制網，經過嚴格計算平差后作為測區平面和高程起算點。使用的儀器為中海達F61-GNSS-GPS靜態接收機。在進行GPS靜態定位時，認為在整個數據觀測過程中，接收機天線的空間位置相對于地球保持不變；在進行數據處理時，則將接收機天線的位置作為一個不隨時間變化的量。GPS相對定位則指的是在進行定位時，多臺GPS靜態接收機進行同步觀測，采集同一時段的觀測數據；在后期進行室內數據處理時，則利用這些同一時段觀測的數據，計算出同一時段觀測站的相對位置（坐標/基線向量）（劉淑聰等，2011）。

具體的觀測模式就是將多臺接收機放在不同的測站上進行同步觀測，時間控制在45～60min。接收機測定出在觀測期間到衛星的偽距及載波相位等觀測值，并記錄在相應的存儲器中。等觀測結束后，我們將數據下載，傳輸到計算機中，采用儀器配套的HDS2003全球版解算軟件進行內業數據結算。數據的處理過程包括基線處理、坐標轉換、網平差以及高程轉換，最后計算出高精度的網點坐標。

本次控制測量完成勘查區E級GPS控制點101個，平差后最弱點平面位置中誤差（GPS39）±0.0419，最弱邊邊長相對中誤差（GPS94-GPS95）：1:44373，各項限差均滿足規范要求。

3.3 勘探線測量

根據設計的勘探線的分布情況確定勘探線剖面的方位和長度，采用動態GPS測量（RTK）技術進行測量，一共投入6臺套中海達雙頻雙星GPS接收機，1臺作基站，5臺作流動站，每天可以開展5個測量小組，同時進行實時放樣測量。測量時選擇線放樣測量的方法，先在電子手簿鐘輸入勘探線兩端平面坐標確定勘探線的方位，再依據地質專業技術人員給定的勘探線長度實施測量，在測量過程中觀測手薄將提示偏離勘探線的距離和離端點的直線距離，測量人員根據手薄提示的距離參數適當調整前進的路線，從而快速準確地沿著勘探線完成測量，得出勘探線中間點的平面坐標和高程值。根據勘查設計的要求，要按1：5000的比例尺進行勘探線測量，相鄰測點的點距需控制在50m左右，地形起伏變化大的地方要加密測量點，地形平緩的區域可適當放大測點的點距。在每個測點上釘有木樁，在木樁上用紅色油漆編號，整個測量過程均有地質技術人員參與，且對在勘探線上的地質界線點位置實地認定后測量，本測區共完成勘探線測量127.937km。

3.4 鉆孔、探槽及剝土工程點的測量

鉆孔、探槽及剝土工程點的測量，由相關地質技術人員跟隨指認測量。采用中海達F61 GNSS GPS-RTK進行動態觀測，直接求取鉆孔、探槽及剝土工程點平面坐標和高程值。本次共測量鉆探工程點共29個；探槽工程4條；剝土工程點13個。RTK定位精度：平面：±1.0cm+1ppm， 高程：±2.0cm+1ppm，各項限差均達到規范要求。

3.5 精度檢測

在進行野外測量時還采用了3種方法進行精度的檢測，其方法如下：①在控制點位置架設移動站采集實時數據，得出三維坐標與已知坐標數據進行對比，共檢測25個點；②在不同的時段對已經測量的點進行重復測量，比較差值，共計比較點92個；③使用高精度徠卡測量TS50型全站儀檢測相互通視兩點的坐標，檢測了40個點。3種檢測方法累計檢測了157個點，統計出總的作業精度為：平面精度±0.21m；高程精度±0.26m，滿足此次煤礦整裝勘查精度要求。

4 結論

在貴州盤縣保田煤炭整裝勘查工程測量中的應用發現：一是GPS-RTK測繪技術在該項工作中達到了很好的效果，大大提高了工作效率，比之原有的經緯儀和全站儀測繪方法，縮短了野外測繪時間，對施測環境的要求大大降低；二是提高了精度控制，排除了人為因素誤差，不受視線因素的影響；三是GPS-RTK測繪技術受衛星信號影響大，在受信號干擾和天氣影響時會出現測繪精度下降，這對施測帶來了不利。四是在應用GPS-RTK測繪時應盡量避免空間物體的遮擋及信號干擾，這樣才能提高測量精度。

隨著測繪技術現代化的不斷提高，GPS-RTK測繪技術在各個行業鄰域中都在廣泛使用。此項測繪技術大大提高了測繪工作的效率，提高了測繪成果的精度，使得在煤礦整裝勘查中的測繪工作在生產方式、方法上有了很大的變革，使傳統的測繪工作觀念得到了更新，促進了地質工作的技術進步。

國家質量監督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會，2009.全球定位系統(GPS)測量規范(GB/T18314-2009)[S]. 北京：中國標準出版社.

國家質量技術監督局，2002. 地質礦產勘探測量規范(GB/ T18341-2001)[S]. 北京：中國標準出版社.

劉淑聰，陳祖斌，2011. 分布式地震儀觀測點靜態自定位技術研究[J]. 防災科技學院學報，(3)：31～36.

陶世龍，2012. GPS-RTK測量研究[J]. 城市建設理論研究(電子版)，(27)：84～86.

徐紹銓，張華海，楊志強，等，2003. GPS測量原理及應用[M].武漢：武漢大學出版社.

App lication of GPS - RTK Surveying and M apping Technology in Coal M ine Reconnaissance

CHANG Zhisheng

(No.123 Brigade of Geology and Mineral Resources of Guizhou Province, Liupanshui, Guizhou 553001 )

GPS-RTK surveying and mapping technology can bring great convenience to coal m ine reconnaissance surveying and mapping. The application of GPS-RTK in coal mine reconnaissance is discussed in this paper. The application of GPS-RTK in coal m ine surveying and mapping is fully demonstrated, which plays the positive role in practice.

Coal mine integrated exploration; GPS-RTK surveying and mapping technology; Method application

A

1007-1903（2017）02-0110-03

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.02.022

貴州盤縣保田煤炭整裝勘查工程測量

常智勝（1983- ），男，工程師，主要從事地質測量、礦山測量、工程測量等相關工作。