土方量實(shí)測技術(shù)在煤田滅火施工當(dāng)中的應(yīng)用探究

趙鑫亮

摘 要：煤田滅火施工中每隔一段時(shí)間需要進(jìn)行一次土方量的實(shí)測，通過對比分析GPS-RTK與全站儀的在煤田滅火施工中土方量測量作業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)歸納出適合煤田滅火施工區(qū)域高效率、高精度的土方量測量方法。

關(guān)鍵詞：土方測量；滅火施工；全站儀；工作原理

一、GPS-RTK實(shí)測與應(yīng)用

（一）工作原理。GPS-RTK的工作原理是將一臺接收機(jī)置于基準(zhǔn)站上，另一臺或幾臺接收機(jī)置于載體（稱為流動(dòng)站）上，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收同一時(shí)間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將測量的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等用無線電傳送給運(yùn)動(dòng)中的流動(dòng)站，而流動(dòng)站通過無線電接收基準(zhǔn)站所發(fā)射的信息，將載波相位觀測值實(shí)時(shí)進(jìn)行差分處理，得到基準(zhǔn)站和流動(dòng)站基線向量（ΔX，ΔY，ΔZ）；基線向量加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)得到流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)WGS84坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)x，y和正常高h(yuǎn)。

（二）實(shí)際應(yīng)用與優(yōu)缺點(diǎn)

1.實(shí)際應(yīng)用。利用GPS-RTK便攜式測量，對煤田火區(qū)施工地帶及土石剝挖地域進(jìn)行3米等間距無縫測量，對地形復(fù)雜的溝、坎、渠、圖、堆、坑進(jìn)行加密測量特征點(diǎn)，并現(xiàn)場匯制草圖。通過采集的數(shù)據(jù)構(gòu)建DTM，形成測區(qū)的模擬數(shù)字模型。在模擬數(shù)字模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)高程計(jì)算具體填（挖）量。

2.優(yōu)缺點(diǎn)。GPS-RTK土方量測量在煤田滅火治理當(dāng)中有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：（1）操作方便，對特殊地形地貌可以進(jìn)行現(xiàn)場采點(diǎn)。（2）工作效率高，煤田火災(zāi)治理施工當(dāng)中每月需對施工面進(jìn)行一次土方量測量，利用GPS-RTK數(shù)據(jù)采集迅速的特點(diǎn)，可以大大的提高土方量測量工作效率。

缺點(diǎn)：（1）煤田火災(zāi)施工區(qū)域多分布在高山陡坡地帶，地形條件復(fù)雜，有些施工地帶地表溫度較高，并伴有有毒有害氣，測量實(shí)際操作人員很難進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。（2）滅火施工區(qū)域?qū)嶋H地形較為復(fù)雜，包含邊坡、魚鱗坑等特殊地形，GPS-RTK土方量測量當(dāng)中對該區(qū)域的實(shí)際采集數(shù)據(jù)不能做到全覆蓋，如果加大實(shí)測密度，會(huì)大大的增加實(shí)測時(shí)間，影響工作效率。

二、全站儀實(shí)測與應(yīng)用

（一）工作原理。全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的新型測角儀器，與光學(xué)經(jīng)緯儀比較電子經(jīng)緯儀將光學(xué)度盤換為光電掃描度盤，將人工光學(xué)測微讀數(shù)代之以自動(dòng)記錄和顯示讀數(shù)，使測角操作簡單化，且可避免讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。

（二）實(shí)際應(yīng)用與優(yōu)缺點(diǎn)

1.實(shí)際應(yīng)用。利用全站儀基站測量（包括有棱鏡與無棱鏡），對煤田火區(qū)施工地帶及土石剝挖地域進(jìn)行不定間距無棱鏡覆蓋測量，對地形復(fù)雜的溝、坎、渠、圖、堆、坑進(jìn)行有棱鏡加密測量特征點(diǎn)，并現(xiàn)場匯制草圖。通過采集的數(shù)據(jù)構(gòu)建DTM，形成測區(qū)的模擬數(shù)字模型。在模擬數(shù)字模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)高程計(jì)算具體填（挖）量。

2.優(yōu)缺點(diǎn)。方量測量在煤田滅火治理當(dāng)中有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）工作效率高，對于一般性地貌特征區(qū)域，采用全站儀無棱鏡測量，單點(diǎn)采集速率較快。

（2）覆蓋區(qū)域廣，煤田滅火施工區(qū)域涵蓋復(fù)雜的地形特征，全站儀采用無棱鏡測量，可以針對施工區(qū)域的山坡、陡坎以及邊緣危險(xiǎn)地帶試行全覆蓋測量。

（3）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，根據(jù)全站儀工作原理得知，煤田火區(qū)全站儀測土方采用在已知點(diǎn)上架設(shè)儀器，通過設(shè)定后視后在進(jìn)行未知點(diǎn)測量，全站儀的高精度特征決定了測量的未知點(diǎn)數(shù)據(jù)的精確性。

缺點(diǎn)：

（1）通透性差，猶豫全站儀采用反射原理確定未知點(diǎn)信息，煤田滅火施工區(qū)域地貌及環(huán)境較為復(fù)雜，主體施工區(qū)域由于高溫注水的原因造成地表有大量水蒸氣賦存，全站儀棱鏡測量時(shí)在一定時(shí)候由于水蒸氣的阻礙，致使全站儀激光射線無法反射回接收機(jī)。

（2）操作不便，煤田滅火施工地帶多在山嶺陡壁地帶，施工面基本上都是裸露不平的巖石，全站儀在架設(shè)基準(zhǔn)站時(shí)，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，作業(yè)員在操作時(shí)由于全站儀架設(shè)的不牢靠，存在誤碰到全站儀造成二次作業(yè)的隱患。

三、適用性分析

通過對比GPS-RTK測量技術(shù)與全站儀測量技術(shù)在煤田滅火施工土方量測量方面優(yōu)缺點(diǎn)的對比，為了高效、準(zhǔn)備的完成土方量測量作業(yè)，在一般平坦區(qū)域如覆蓋地土方量剝挖、覆蓋面平整等宜采用GPS-RTK測量，在施工面較為復(fù)雜，函邊坡、陡坎、及深坑區(qū)域地帶宜采用全站儀無棱鏡測量。兩種測量技術(shù)合理搭配，能夠大大提高煤田滅火施工中的土方量測量效率。

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