煤田地质勘探测量中RTK的应用

2016-04-14张永旭

地球 2016年12期

关键词：架设控制点校正

■张永旭

（甘肃煤田地质局一三三队甘肃白银730913）

煤田地质勘探测量中RTK的应用

■张永旭

（甘肃煤田地质局一三三队甘肃白银730913）

本文首先说明RTK技术原理，结合具体工程案例详细阐述煤田地质勘探测量中RTK应用。

煤田地质勘探RTK测量钻探

1 RTK技术原理

RTK实时动态差分技术是项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术，利用2台或以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中1台安置在已知坐标点上作基准站，其它作移动站。在RTK作业模式下基准站移动站保持同时跟踪至少5颗卫星，基准站不间断的对可见卫星进行观测，并把带有已知点位置数据，发送给移动站接收机，移动站接收机将自己采集的GPS观测值和接收来自基准站的数据，组成差分观测值进行实时处理，求得三维坐标。

2 煤田地质勘探测量中RTK应用

2.1 勘探网及控制测量

RTK测量精度、速度和经济效益都较好，它将逐步替代常规控制测量方式成为各地质勘探网及其控制网建立的主要手段。据工程经验：边长10~15kmGPS基线向量，如观测时刻的卫星很多和外部观测条件好，可采用快速静态定位模式。如在平原开阔地区可尝试RTK模式；边长5~10km二、三、四等基本控制网，可优先采用GPS快速静态定位模式。设备条件许可和外部观测环境合适时，也可使用RTK测量模式；边长<5km控制网基线则据具体条件和要求选用RTK方法和快速静态定位方法。

2.2 地形测量

RTK测量技术不要求通视和频繁地换站，且可多个流动站同时工作。与全站仪相比，采用RTK方式进行地形测量速度会更快，效率更高。在地质找矿所需大比例尺地形测图中，地形条件较好时可直接利用RTK采集各地貌要素。但在地形条件差时，测绘工作人员还需将RTK和全站仪配合起来采集地形要素。

2.3 工程点布设

利用RTK定位技术同样可改进传统工程点连测方法，减少野外工作时间，来提高工作效率和勘测区工程点位布设精度。测量技术人员利用RTK布设工程点程序如：在地质勘探工程区首级控制网基础上，合理确定矿区工程点地理分布；将设计工程点坐标输入到GPS机；③利用RTK放样功能把工程点布设到实地。

2.4 勘探线剖面测量

地质钻孔基本上都要设立在勘探线上，为此需作勘探线剖面测量。要能为勘探设计、工程布设、储量计算和综合研究提供准确资料，勘探线剖面测量应严格按要求及矿区设计要求完成。传统勘探线剖面测量由工作人员布设剖面起始点，测量人员由起始点按剖面设计方向定线，沿给定方向线上测定剖面测站点、剖面点、剖控点。

3 应用案例分析

3.1 工程概况

为开拓市场范围，进一步挖掘潜在煤炭资源，决定在某地区进行煤炭勘探。本区平面坐标据1954年北京坐标系，高程用1956年黄海高程系，平面投影为高斯正形投影，6度分带，中央子午线117度，带号20。首级控制点为某物探测量总公司测绘院所做D级GPS控制点，其高程为GPS成果。此次地质勘探工程测量采用易测E650RTK系统，26通道，内置高精度双频GPS天线，动态水平精度: ±1cm+1ppm，动态垂直精度:±2cm+1ppm，RTK作用距离:15～20km。易测E650RTK系统满足勘探工程测量规范。

3.2 控制测量

为满足本区地质勘探工程测量需要，控制网有控制面积大、精度高、使用频繁等特点。勘探区测量导线大多位于地面，随时间流逝，这些点常被破坏，影响工程测量进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作效率。应用RTK技术无论是在作业精度，还是作业效率上都有明显优势。本区已有某煤物探测量总公司测绘院所做D级GPS控制点。将基准站架设于勘探区中高点上，将移动站架设于2个以上已知D级GPS控制点上校正，得校正参数。在勘探区布设控制点，在移动站固定解状态下测得并记录控制点三维坐标。在本区共布设控制点20个等级为E级GPS控制点。

3.3 勘探线测设

地质人员通过现场实地勘查后，据地形条件结合原有区域资料，确定矿体走向，在本勘探区设计8条东西走向勘探线。地质及测量人员据地形地质图上勘探线，量取勘探线设计坐标，据坐标将GPS基准站架设于区内高点上，再将移动站架设于已知控制点上校正，校正后将勘探线设计坐标布放于实地，并埋设标志并编号。将设计点位布放于实地时应用RTK测量出点位实际高程，实际高程与设计高程如在规定限差内则取其平均值，并记录下来，如超差则查找原因并解决，直到满足限差为止。

3.4 钻探工程测量

钻探工程主要用以查明煤炭范围、深度、厚度及其变化情况。通过打钻，把地下煤心取出，作观察分析资料。钻探是勘探阶段主要手段。本次地质工作已进入勘探阶段，地质人员据矿体走向和赋存情况在地质地形图上设计钻孔20个，钻孔间距1×1km。地质人员及测量人员据地形地质图上钻孔位置量取钻孔设计坐标。

3.4.1 钻孔布设

布孔一般由地质人员、钻机人员和测量人员共同商定，但主要由地质人员决定。将GPS基准站架设于高点上，将移动站架设于两个已知控制点上校正，校正后据钻孔设计坐标布设于实地。如钻孔实际位置受地形及道路交通条件影响，可据现场条件适当移动位置，测取钻孔布设坐标，汇报地质人员，将钻孔坐标绘于地形地质图上，如满足要求则确定孔位，并设置木桩标志。如不满足要求，则据现场情况和地质情况讨论，最终确定。

3.4.2 钻孔定测

钻机施工中需对钻孔坐标进行初测。因钻塔遮挡GPS卫星信号，使用RTK进行控制点校正后，对钻塔四边角进行测量并记录坐标，将四个坐标求取平均值即可得钻孔孔位初测坐标。

在钻孔施工完毕封孔后，需对钻孔进行复测。将基准站架设到钻孔附近空旷处，将移动站架设于钻孔附近2个以上已知控制点上进行校正，校正后将移动站架设于封孔标石中心测量并记录坐标，此坐标即为钻孔最终复测坐标。