煤炭地质勘查测量的分析

1工程概况

张掖市平山湖煤矿区位于张掖市北直距50km、临泽县城北东直距30km处。坐标：东径100°23′13″~100°50′00″，北纬39°10′05″~39°29′48″。行政区划隶属张掖市平山湖乡管辖。范围东起白乱山，西至马鞍山，南以平山湖乡、黑山头上井、顾家井一线，北止大红山、狼娃山一线，面积800km2。普查区位于平山湖含煤区中部，普查区东西为自然边界，以预测重点含煤段划分；南北两界分别为电F15和F12。东西长约5.1km，南北宽约3.3km，面积约16.86km2。测区位于龙首山北侧，测区南部为低山丘陵区；北部较平为戈壁。地势南高北低，区内气候属大陆性干旱沙漠气候。春秋季多风沙，夏季酷热少雨，冬季寒冷干燥。气候变化无常。昼夜温差大，年平均气温7.4℃，1月为-28.3℃，7月为37.1℃。全年无霜期为157d。7~9月为雨季，年降水量104mm左右，年蒸发量大于2066.7mm。11月至翌年3月为冰冻期，冻土深度1.23m左右。

2GNSSRTK的系统组成与工作原理

2.1GNSSRTK系统组成

RTK（Real-TimeKinematic）即实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GNSS(RT-DGNSS)技术，由基准网站、流动站、数据处理中心及无线电通讯系统等组成，其中基准网站由已知基准控制点组成，1个RTK系统一般至少有3个固定的已知基准控制点；流动站由接收机、控制面板及接收天线等组成；数据处理中心由RTK软件、计算机及通讯设备组成；无线通讯设备主要是将基准网站和流动站联系起来。

2.2GNSSRTK工作原理

GNSSRTK的工作原理是在基准站上安置1台接收机作为参考站，对卫星进行实时观测，然后通过无线电传输设备，将观测到的数据和测站信息，发送给流动站，流动站（GNSS）一方面接收卫星数据，另一方面接收基准站数据，在接收到卫星信号后，根据相对定位原理将基准站传输的数据实时解算成流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差ΔX、ΔY、ΔH，加上基准坐标得到的每个点的WGS-84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H），并进行差分处理，从而获取未知点的坐标数据。

3GNSSRTK图根控制测量

与传统测量技术相比，应用GNSSRTK测量技术对矿区进行勘察测量不受天气、地形、通视等条件的限制，且其操作简便、机动性强、工作效率高，大大节省人力，不仅达到测量的精度要求，且误差分布均匀，不存在误差积累问题。采用GNSSRTK测量技术对矿区进行勘察测量，不仅能够实时知道定位精度，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。图根控制测量作业流程图如图1所示。（1）测区控制成果收集。测区控制成果收集主要包括控制点坐标、等级、中央子午线、坐标系及控制点归属确定。（2）测区转换参数计算。对于GNSSRTK测量技术，其要求实时得出待测点在实用坐标系（1980年西安坐标系、1954年北京坐标系或地方独立坐标系等）中的坐标，因此，坐标转换问题就显得尤为重要。实际需要将利用GNSSRTK观测的WGS-84坐标转换为国家平面坐标或者工程施工坐标。一般可以采用高斯投影法，即采用已有的静态数据，直接将控制点的WGS-84坐标和国家平面坐标或者工程施工坐标输入手簿，利用随机软件求解坐标转换参数。若测区有足够控制点的地方坐标，没有WGS-84坐标，且其相对位置关系精确，此时可利用GNSSRTK测量方法，以基准站为起算位置，确定各控制点间相对位置关系，并实时测定WGS-84大地坐标。当某些地方无合适控制点坐标设置基准站时，可采用基准站任意摆放的方式，虚拟一个基准站，基准站的WGS-84坐标直接从测量手簿读取，然后流动站再到各个控制点上去采集WGS-84坐标。（3）选择基准站及流动站设置。GNSSRTK定位数据处理过程是基准站和流动站间单基线处理，基准站和流动站的观测数据质量好坏、无线电信号传播质量好坏对定位结果影响较大，基准站位置的有利选择非常重要。GNSSRTK测量中，流动站随着基准站距离增大，初始化时间增长，精度将会降低，所以流动站与基准站之间距离不能太大，一般不超过10km范围。同时要考虑基准站上空无卫星信号的大面积遮盖和影响RTK数据链通讯的无线电干扰,以及提高基准站无线架设高度。基准站的设置含建立项目和坐标系统管理、基准站电台频率选择、GNSSRTK工作方式选择。（4）测量前的质量检查。为保证GNSSRTK实测精度和可靠性，必须进行已知点的检核，避免出现作业盲点。研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最大为95%，RTK比静态GNSS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。（5）内业数据处理。数据传输就是在接收机与计算机之间进行数据交换。GNSSRTK测量数据处理相对于GNSSRTK静态测量简单得多，如用TGO软件处理接收机导入的测量数据(*.dc)，直接可以将坐标值以文件的形式输出和打印，得到控制点成果。

4地质工程点的测量精度分析

为检验用GNSSRTK测量技术进行图根控制和地质工程点的测量精度，在GNSSRTK测量结束后用全站仪（2″）对部分相互通视点的边长、高差及测量坐标进行实测，并反算相互通视点的边长、高差，并与用GNSSRTK技术测量的结果进行比较，最大边长的较差为0.018m，最小边长的较差为0.001m边长间距中误差为0.007m，高差(ΔH)最大较差为0.053m，最小为0.000m。结果表明，利用GNSSRTK技术实测的图根控制和地质工程点的精度符合导线测量精度要求，且误差分布均匀不存在积累问题。

5结论

（1）与传统测量相比较，GNSSRTK测量技术自动化程度高，实时提供经过检验的成果资料，无需数据后处理。（2）GNSSRTK测量技术具有在通视条件不好的情况下远距离传递三维坐标的优势，无误差累积，定位精度高，数据安全可靠。（3）GNSSRTK测量技术操作简单，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率，其非常适合煤田地质勘查测量。

本文作者:戴友伟 工作单位:甘肃煤田地质局一四五队