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        煤田地質(zhì)勘查中數(shù)字測量技術(shù)的應(yīng)用

        2011-06-13 03:38:54孟慶華
        科技傳播 2011年24期
        關(guān)鍵詞:煤田勘探勘查

        孟慶華

        中平能化建工集團(tuán)勘探工程處,河南平頂山 467000

        煤田地質(zhì)勘查中數(shù)字測量技術(shù)的應(yīng)用

        孟慶華

        中平能化建工集團(tuán)勘探工程處,河南平頂山 467000

        本文通過分析GPS RTK測量技術(shù)的優(yōu)勢及工作原理,探討了各種測量技術(shù)的定位精度,然后論述了常用的數(shù)字測量技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的實際應(yīng)用狀況。

        煤田地質(zhì)勘查;GPS RTK定位;工程測量

        0 引言

        隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)在各個學(xué)科的滲透和交叉革新了傳統(tǒng)的作業(yè)方式,在煤田地質(zhì)勘查中引入數(shù)字測量手段,使得原本的測量精度大大提高。GPS操作平臺的出現(xiàn),對測繪工程領(lǐng)域來講可謂是一次技術(shù)的革新,尤其是GPS RTK 技術(shù)在測量中的應(yīng)用,使測量方式和測量精度都有了質(zhì)的提高。

        1 GPS RTK測量技術(shù)概況

        為實現(xiàn)國家現(xiàn)代化,保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,地質(zhì)勘查與礦山開采設(shè)計等基礎(chǔ)性工作的發(fā)展尤為重要。實現(xiàn)以上工作目標(biāo)需對勘探區(qū)實施三角測量、地形測量、勘探網(wǎng)測量、控制測量、勘探線剖面測量、礦區(qū)勘界測量等。傳統(tǒng)的測量技術(shù)通常采用大地水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、測距儀、全站儀等儀器布設(shè)測繪點(diǎn)和測量線路實施。而GPS(全球地位系統(tǒng))的開發(fā)并投入使用尤其是GPS RTK的出現(xiàn),可謂是測繪行業(yè)的一次技術(shù)革新。

        GPS定位系統(tǒng)的基本工作原理是依據(jù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星瞬時位置當(dāng)作已知初始數(shù)據(jù),常利用空間距離的后方交會方法,確定待觀測點(diǎn)的具體位置。假設(shè)t時刻在地面某待測點(diǎn)已安置GPS接收機(jī),△t為可測定GPS信號到達(dá)接收機(jī)的時間,然后再加上接收機(jī)所接收的星歷等其它數(shù)據(jù)便可確定(計算公式如下)。

        Read Time Kinematic (簡稱RTK)技術(shù)以載波相位動態(tài)實時分岔方法為原理,在野外僅需數(shù)秒鐘即可實時的提夠測站位點(diǎn)在特定坐標(biāo)系統(tǒng)中的三維定位,且精度可達(dá)厘米級。它包括移動站與基準(zhǔn)站兩部分,RTK可以看做GPS應(yīng)用過程中的里程碑,并且在測量工作中推廣極為迅速。

        2 GPS RTK定位技術(shù)的測量精度

        依據(jù)全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范的國標(biāo)要求,在ITRF YY地心參照系中靜態(tài)相對定位的點(diǎn)位精度可達(dá)毫米量級。在連續(xù)觀測站,相鄰站間經(jīng)多次觀測后基線長度年變化率控制在2 mm內(nèi)。根據(jù)多年觀察記錄,在工程精密300km~1 500km定位中,每小時觀測的誤差不超過1 mm。在RTK作業(yè)過程中,基準(zhǔn)站可以借助數(shù)據(jù)鏈,一般將基準(zhǔn)站采集的載波相位和修正值定時發(fā)送給流動站。然后在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行求差解算新的坐標(biāo)點(diǎn),計算出厘米級點(diǎn)位。其載波相位觀測量相應(yīng)的經(jīng)驗公式為:

        3 GPS和RTK定位在煤田地質(zhì)勘查中的實際實用

        3.1 煤田勘探控制網(wǎng)的構(gòu)建

        現(xiàn)場踏勘人員首先需要完成地質(zhì)勘查研究區(qū)的控制測量、提交地質(zhì)泡面測量、地形圖修補(bǔ)測量和勘查點(diǎn)位的定點(diǎn)等基礎(chǔ)工作。其中高程、相對高差、地形坡度需要格外注意,一般采用《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》(即GB/T 18314-2001)中E級定點(diǎn)精度要求來布設(shè)點(diǎn)位實施網(wǎng)絡(luò)實測,在煤田勘地質(zhì)勘查一級測控網(wǎng)建立之后,再利用RTK測量定位建立圖根級的控制點(diǎn)位,其優(yōu)點(diǎn)包括:在實際測量過程中可以實時地獲取定位點(diǎn)的坐標(biāo)與精度,并且各點(diǎn)之間不必完全通視;與傳統(tǒng)測量手段相比精度和效率都比較高而且操作起來更方便。

        3.2 修繕煤田地質(zhì)勘查工程地質(zhì)平面圖

        煤田地質(zhì)勘查工程常用圖一般是1∶5000或1∶10000的地形圖。為了保證工程質(zhì)量,需要成立專門的測繪組,若用全站儀修繕工程區(qū)的地質(zhì)平面圖,一般加測的地形要素為水文特征點(diǎn)與地質(zhì)特征點(diǎn)、公路網(wǎng)、新增居民點(diǎn)、高壓線纜等。而對于整個項目來講工作量大、速度慢、精度低、成本高成為工作的缺陷。而采用RTK定位方式測繪后,其采集信息的精度高、速度快、省時高效。

        3.3 測繪工程地質(zhì)剖面圖和煤田地質(zhì)勘探放樣

        RTK定位系統(tǒng)的作業(yè)半徑和作業(yè)面積大、對通視條件要求低,并且能連續(xù)工作,精準(zhǔn)高效。利用RTK定位技術(shù)避免了因地形復(fù)雜、荊棘灌木叢生造成的通視條件差等各類干擾因素,其精度完全滿足相關(guān)規(guī)范和要求。放樣時,將對應(yīng)的坐標(biāo)輸入RTK手簿中,系統(tǒng)會自動生成目標(biāo)點(diǎn)得方位角及相對距離,測繪人員便能準(zhǔn)確的放樣。

        4 結(jié)論

        當(dāng)前GPS和RTK定位技術(shù)已廣泛應(yīng)用于軍事國防建設(shè)、智能交通網(wǎng)絡(luò)、交通線路建設(shè)、大型工程建設(shè)、氣象預(yù)測、土地資源管理、城市建設(shè)規(guī)劃、礦產(chǎn)資源勘探、環(huán)境監(jiān)測等各行業(yè)的不同部門的日常工作中。由于煤田勘探工作環(huán)境多處于山地和丘陵等處,交通條件差,且勘探區(qū)面積一般較大,在煤田地質(zhì)勘查中傳統(tǒng)測量方法獲得的測量效果不理想。采用GPS和RTK定位技術(shù)取代傳統(tǒng)測量方式減輕了地質(zhì)工作者的勞動強(qiáng)度、提高了煤田勘查的生產(chǎn)效率,已經(jīng)成為現(xiàn)代地質(zhì)勘探工程的主要方法。

        [1]王翠珀.GPS在撫順西露天礦北幫地面變形監(jiān)測中的應(yīng)用[J].山西建筑,2010(16).

        [2]馮志成.淺析數(shù)字測量在深基坑變形監(jiān)測中的應(yīng)用[J].山西建筑,2011(23).

        [3]陳睿.GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用[J].北京測繪,2010(3).

        [4]王新力.淺談GPS在地質(zhì)測繪工作中的應(yīng)用[J].安徽建筑,2009(6).

        [5]孟慶森,趙成.GPS RTK在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用[J].吉林地質(zhì),2007(2).

        P618

        A

        1674-6708(2011)57-0148-01

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