■張永旭

（甘肅煤田地質(zhì)局一三三隊 甘肅 白銀730913）

煤田地質(zhì)勘探測量中RTK的應用

■張永旭

（甘肅煤田地質(zhì)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(zhì)勘探測量中RTK應用。

煤田地質(zhì)勘探RTK測量鉆探

1 RTK技術原理

RTK實時動態(tài)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(wèi)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(yè)模式下基準站移動站保持同時跟蹤至少5顆衛(wèi)星，基準站不間斷的對可見衛(wèi)星進行觀測，并把帶有已知點位置數(shù)據(jù)，發(fā)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(shù)據(jù)，組成差分觀測值進行實時處理，求得三維坐標。

2 煤田地質(zhì)勘探測量中RTK應用

2.1 勘探網(wǎng)及控制測量

RTK測量精度、速度和經(jīng)濟效益都較好，它將逐步替代常規(guī)控制測量方式成為各地質(zhì)勘探網(wǎng)及其控制網(wǎng)建立的主要手段。據(jù)工程經(jīng)驗：邊長10~15kmGPS基線向量，如觀測時刻的衛(wèi)星很多和外部觀測條件好，可采用快速靜態(tài)定位模式。如在平原開闊地區(qū)可嘗試RTK模式；邊長5~10km二、三、四等基本控制網(wǎng)，可優(yōu)先采用GPS快速靜態(tài)定位模式。設備條件許可和外部觀測環(huán)境合適時，也可使用RTK測量模式；邊長<5km控制網(wǎng)基線則據(jù)具體條件和要求選用RTK方法和快速靜態(tài)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(zhì)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(tǒng)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(qū)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(zhì)勘探工程區(qū)首級控制網(wǎng)基礎上，合理確定礦區(qū)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(zhì)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(qū)設計要求完成。傳統(tǒng)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(qū)進行煤炭勘探。本區(qū)平面坐標據(jù)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(zhì)勘探工程測量采用易測E650RTK系統(tǒng)，26通道，內(nèi)置高精度雙頻GPS天線，動態(tài)水平精度: ±1cm+1ppm，動態(tài)垂直精度:±2cm+1ppm，RTK作用距離:15～20km。易測E650RTK系統(tǒng)滿足勘探工程測量規(guī)范。

3.2 控制測量

為滿足本區(qū)地質(zhì)勘探工程測量需要，控制網(wǎng)有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點?？碧絽^(qū)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(yè)精度，還是作業(yè)效率上都有明顯優(yōu)勢。本區(qū)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(qū)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(shù)。在勘探區(qū)布設控制點，在移動站固定解狀態(tài)下測得并記錄控制點三維坐標。在本區(qū)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(zhì)人員通過現(xiàn)場實地勘查后，據(jù)地形條件結合原有區(qū)域資料，確定礦體走向，在本勘探區(qū)設計8條東西走向勘探線。地質(zhì)及測量人員據(jù)地形地質(zhì)圖上勘探線，量取勘探線設計坐標，據(jù)坐標將GPS基準站架設于區(qū)內(nèi)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(guī)定限差內(nèi)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(zhì)工作已進入勘探階段，地質(zhì)人員據(jù)礦體走向和賦存情況在地質(zhì)地形圖上設計鉆孔20個，鉆孔間距1×1km。地質(zhì)人員及測量人員據(jù)地形地質(zhì)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(zhì)人員、鉆機人員和測量人員共同商定，但主要由地質(zhì)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(jù)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(jù)現(xiàn)場條件適當移動位置，測取鉆孔布設坐標，匯報地質(zhì)人員，將鉆孔坐標繪于地形地質(zhì)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(jù)現(xiàn)場情況和地質(zhì)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(wèi)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(zhì)勘探中具有廣泛應用領域，為我國國防建設、工業(yè)改造和社會生活做出了突出貢獻。但我國還處于發(fā)展中國家，各項經(jīng)濟建設還有待提高，相關技術人員要不斷進行科技創(chuàng)新，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

[1]高井祥.測量學 [R].中國徐州:中國礦業(yè)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