煤田地質勘探測量中RTK的應用

■張永旭

（甘肅煤田地質局一三三隊 甘肅 白銀730913）

煤田地質勘探測量中RTK的應用

■張永旭

（甘肅煤田地質局一三三隊 甘肅 白銀730913）

本文首先說明RTK技術原理，結合具體工程案例詳細闡述煤田地質勘探測量中RTK應用。

煤田地質勘探RTK測量鉆探

1 RTK技術原理

RTK實時動態差分技術是項以載波相位觀測為基礎的實時差分GPS測量技術，利用2臺或以上GPS接收機同時接收衛星信號，其中1臺安置在已知坐標點上作基準站，其它作移動站。在RTK作業模式下基準站移動站保持同時跟蹤至少5顆衛星，基準站不間斷的對可見衛星進行觀測，并把帶有已知點位置數據，發送給移動站接收機，移動站接收機將自己采集的GPS觀測值和接收來自基準站的數據，組成差分觀測值進行實時處理，求得三維坐標。

2 煤田地質勘探測量中RTK應用

2.1 勘探網及控制測量

RTK測量精度、速度和經濟效益都較好，它將逐步替代常規控制測量方式成為各地質勘探網及其控制網建立的主要手段。據工程經驗：邊長10~15kmGPS基線向量，如觀測時刻的衛星很多和外部觀測條件好，可采用快速靜態定位模式。如在平原開闊地區可嘗試RTK模式；邊長5~10km二、三、四等基本控制網，可優先采用GPS快速靜態定位模式。設備條件許可和外部觀測環境合適時，也可使用RTK測量模式；邊長<5km控制網基線則據具體條件和要求選用RTK方法和快速靜態定位方法。

2.2 地形測量

RTK測量技術不要求通視和頻繁地換站，且可多個流動站同時工作。與全站儀相比，采用RTK方式進行地形測量速度會更快，效率更高。在地質找礦所需大比例尺地形測圖中，地形條件較好時可直接利用RTK采集各地貌要素。但在地形條件差時，測繪工作人員還需將RTK和全站儀配合起來采集地形要素。

2.3 工程點布設

利用RTK定位技術同樣可改進傳統工程點連測方法，減少野外工作時間，來提高工作效率和勘測區工程點位布設精度。測量技術人員利用RTK布設工程點程序如：在地質勘探工程區首級控制網基礎上，合理確定礦區工程點地理分布；將設計工程點坐標輸入到GPS機；③利用RTK放樣功能把工程點布設到實地。

2.4 勘探線剖面測量

地質鉆孔基本上都要設立在勘探線上，為此需作勘探線剖面測量。要能為勘探設計、工程布設、儲量計算和綜合研究提供準確資料，勘探線剖面測量應嚴格按要求及礦區設計要求完成。傳統勘探線剖面測量由工作人員布設剖面起始點，測量人員由起始點按剖面設計方向定線，沿給定方向線上測定剖面測站點、剖面點、剖控點。

3 應用案例分析

3.1 工程概況

為開拓市場范圍，進一步挖掘潛在煤炭資源，決定在某地區進行煤炭勘探。本區平面坐標據1954年北京坐標系，高程用1956年黃海高程系，平面投影為高斯正形投影，6度分帶，中央子午線117度，帶號20。首級控制點為某物探測量總公司測繪院所做D級GPS控制點，其高程為GPS成果。此次地質勘探工程測量采用易測E650RTK系統，26通道，內置高精度雙頻GPS天線，動態水平精度: ±1cm+1ppm，動態垂直精度:±2cm+1ppm，RTK作用距離:15～20km。易測E650RTK系統滿足勘探工程測量規范。

3.2 控制測量

為滿足本區地質勘探工程測量需要，控制網有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點?？碧絽^測量導線大多位于地面，隨時間流逝，這些點常被破壞，影響工程測量進度，如何快速精確地提供控制點，直接影響工作效率。應用RTK技術無論是在作業精度，還是作業效率上都有明顯優勢。本區已有某煤物探測量總公司測繪院所做D級GPS控制點。將基準站架設于勘探區中高點上，將移動站架設于2個以上已知D級GPS控制點上校正，得校正參數。在勘探區布設控制點，在移動站固定解狀態下測得并記錄控制點三維坐標。在本區共布設控制點20個等級為E級GPS控制點。

3.3 勘探線測設

地質人員通過現場實地勘查后，據地形條件結合原有區域資料，確定礦體走向，在本勘探區設計8條東西走向勘探線。地質及測量人員據地形地質圖上勘探線，量取勘探線設計坐標，據坐標將GPS基準站架設于區內高點上，再將移動站架設于已知控制點上校正，校正后將勘探線設計坐標布放于實地，并埋設標志并編號。將設計點位布放于實地時應用RTK測量出點位實際高程，實際高程與設計高程如在規定限差內則取其平均值，并記錄下來，如超差則查找原因并解決，直到滿足限差為止。

3.4 鉆探工程測量

鉆探工程主要用以查明煤炭范圍、深度、厚度及其變化情況。通過打鉆，把地下煤心取出，作觀察分析資料。鉆探是勘探階段主要手段。本次地質工作已進入勘探階段，地質人員據礦體走向和賦存情況在地質地形圖上設計鉆孔20個，鉆孔間距1×1km。地質人員及測量人員據地形地質圖上鉆孔位置量取鉆孔設計坐標。

3.4.1 鉆孔布設

布孔一般由地質人員、鉆機人員和測量人員共同商定，但主要由地質人員決定。將GPS基準站架設于高點上，將移動站架設于兩個已知控制點上校正，校正后據鉆孔設計坐標布設于實地。如鉆孔實際位置受地形及道路交通條件影響，可據現場條件適當移動位置，測取鉆孔布設坐標，匯報地質人員，將鉆孔坐標繪于地形地質圖上，如滿足要求則確定孔位，并設置木樁標志。如不滿足要求，則據現場情況和地質情況討論，最終確定。

3.4.2 鉆孔定測

鉆機施工中需對鉆孔坐標進行初測。因鉆塔遮擋GPS衛星信號，使用RTK進行控制點校正后，對鉆塔四邊角進行測量并記錄坐標，將四個坐標求取平均值即可得鉆孔孔位初測坐標。

在鉆孔施工完畢封孔后，需對鉆孔進行復測。將基準站架設到鉆孔附近空曠處，將移動站架設于鉆孔附近2個以上已知控制點上進行校正，校正后將移動站架設于封孔標石中心測量并記錄坐標，此坐標即為鉆孔最終復測坐標。

4 結語

綜上，RTK在地質勘探中具有廣泛應用領域，為我國國防建設、工業改造和社會生活做出了突出貢獻。但我國還處于發展中國家，各項經濟建設還有待提高，相關技術人員要不斷進行科技創新，實現經濟可持續發展。

[1]高井祥.測量學 [R].中國徐州:中國礦業大學出版社.2004

[2]劉峰，廖方興.淺談GPSRTK在某煤田勘探工程測量中的應用 [J].新疆有色金屬，2009（4）.

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-291-1