淺談數(shù)字測量技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

摘 要：伴隨著煤炭地質(zhì)勘察技術(shù)的快速發(fā)展，我國煤炭事業(yè)得到了長足進(jìn)步。特別是數(shù)字測量技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的使用，使得測量精度更高。文章主要針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)在煤炭地質(zhì)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：煤田地質(zhì)勘查；GPS RTK 定位；工程測量

前言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)方式。煤炭作業(yè)需要數(shù)字測量技術(shù)手段的幫助，這不僅能夠提高測量的精度還能夠提高作業(yè)生產(chǎn)的效率。在具體的應(yīng)用過程中GPS定位系統(tǒng)平臺(tái)的出現(xiàn)是工程測量技術(shù)的重大變革，同時(shí)也促進(jìn)了我國煤炭事業(yè)的快速發(fā)展。

1 S GPS K RTK測量技術(shù)

地質(zhì)勘查與礦山開采設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)性工作對(duì)實(shí)現(xiàn)國家現(xiàn)代化，保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平起到非常重要的作用。如果要實(shí)現(xiàn)以上的工作目標(biāo)需要對(duì)勘探區(qū)實(shí)施地形測量、礦區(qū)勘界測量、三角測量、勘探線剖面測量、控制測量等。在傳統(tǒng)的測量技術(shù)中往往采用經(jīng)緯儀、全站儀、大地水準(zhǔn)儀、 測距儀等儀器來布設(shè)測繪點(diǎn)和測量線路進(jìn)行實(shí)施。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）的開發(fā)并投入使用，特別是GPSRTK測量技術(shù)的出現(xiàn)，推進(jìn)了測繪行業(yè)的又一次技術(shù)革新。GPS定位系統(tǒng)的工作原理是：主要是根據(jù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星瞬時(shí)位置來當(dāng)作已知初始數(shù)據(jù)，常常利用空間距離的后方交會(huì)來確定所要觀測點(diǎn)的具體位置。假設(shè)t時(shí)刻在地面某一個(gè)待測點(diǎn)已經(jīng)安置了GPS接收機(jī)，？駐t為可測定GPS信號(hào)能夠到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間，再加上接收機(jī)所接收到的星歷等其他數(shù)據(jù)就可以確定（計(jì)算公式如下）。

[（X1-X）2+（Y1-Y）2+（Z1-Z）2]1/2+C（Vt1-Vt0）=d1

[（X2-X）2+（Y2-Y）2+（Z2-Z）2]1/2+C（Vt2-Vt0）=d2

[（X3-X）2+（Y3-Y）2+（Z3-Z）2]1/2+C（Vt3-Vt0）=d3

[（X4-X）2+（Y4-Y）2+（Z4-Z）2]1/2+C（Vt4-Vt0）=d4

PTK技術(shù)是GPS技術(shù)發(fā)展過程中的突破技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的原理主要是通過載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分岔的方法。在野外使用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行測量，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)秒內(nèi)實(shí)時(shí)定位坐標(biāo)系統(tǒng)中的側(cè)位點(diǎn)，同時(shí)精度也會(huì)達(dá)到厘米。這項(xiàng)技術(shù)在各領(lǐng)域測量中的應(yīng)用得到了很好的效果。

2 GPS、RTK定位技術(shù)的測量精度

根據(jù)GPS定位系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范，在地心參照系中，通過靜態(tài)定位的精度能夠達(dá)到毫米。在連續(xù)觀測中，相鄰的多次觀測基線的產(chǎn)犢年變化率值能夠控制在2毫米的范圍內(nèi)。通過多年的勘察和幾率，工程精度三百千米到一千五百千米定位中，每小時(shí)的測量誤差都不會(huì)超過一毫米。在使用RTK作業(yè)過程中，基準(zhǔn)線能夠通過數(shù)據(jù)鏈把基準(zhǔn)站采集到的載波香味及時(shí)地發(fā)送給流動(dòng)測量站。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通過一些算法就能夠定位坐標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而計(jì)算出具體的定位，精度達(dá)到厘米。

其載波相位觀測量的經(jīng)驗(yàn)公式為：

？駐dρ+[（Xj-Xp）2+（Yj-Yp）2+（Zj-Zp）2]1/2=Rjo+？姿（Njpo-Njo）+？姿（Njp-Nj）+？追jp-？追jo

式中？駐dρ表示同一觀測歷元各項(xiàng)殘差；？追jo代表基準(zhǔn)站里接收機(jī)測量所得相位的小數(shù)部分，？追jp為用戶端接收機(jī)測量相位小數(shù)部分，Nj0為基準(zhǔn)點(diǎn)接收機(jī)原始相位的模糊度，Njp表示用戶接收機(jī)從開始?xì)v元到觀測歷元的相位整周數(shù)目，NjP0表示用戶接收機(jī)初始相位模糊度。

3 煤田地質(zhì)勘查中GPS、RTK定位技術(shù)的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建煤田勘探控制網(wǎng)

建立煤田勘查控制網(wǎng)需要勘查測量人員不僅要完成地質(zhì)勘查研究區(qū)域的地質(zhì)剖面測量數(shù)據(jù)，還需要控制測量數(shù)據(jù)以及勘查的點(diǎn)位等工作，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。在收集這些資料的過程中，應(yīng)該對(duì)地形的高差、坡度等方面加以注意，我們應(yīng)該采用相關(guān)的定位系統(tǒng)測量規(guī)范中的精度要求來進(jìn)行設(shè)置測量點(diǎn)并對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)測量。在煤炭勘察測控網(wǎng)建立后，我們就可以利用RTK技術(shù)進(jìn)行控制測量點(diǎn)位。主要的優(yōu)勢在于能夠在實(shí)時(shí)的測量中對(duì)這些定點(diǎn)的精度和坐標(biāo)實(shí)時(shí)獲取，實(shí)現(xiàn)了不同點(diǎn)的完全通視，比傳統(tǒng)測量方法操作更加方便。

3.2 修繕煤田工程地質(zhì)平面圖

煤田工程地質(zhì)平面圖大多都是使用1：5000或者是1：10000比例尺的地形圖。為了能夠保證煤炭開采工程的質(zhì)量，我們需要在測量之前就成立專門的測繪小組，根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐那闆r選擇最佳的測量手段，而且如果使用全站儀進(jìn)行修繕地質(zhì)平面圖的話，那么就需要增加測量水文地形情況、附近新增加的居民點(diǎn)、公路網(wǎng)絡(luò)等方面，這對(duì)于工程人員來說面臨時(shí)間久、任務(wù)量大、成本高、精度低的問題。如果我們采用RTK定位技術(shù)做這項(xiàng)工作，則能夠很好地解決這些問題。

3.3 工程測繪地質(zhì)剖面圖及地質(zhì)勘探放樣

RTK定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有勘查半徑大、通視條件要求低、能夠長時(shí)間的連續(xù)性工作，精準(zhǔn)度也比較高。這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠避免一些通視環(huán)境比較差的地區(qū)，而且其勘查的精度能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行放樣的時(shí)候，就直接把坐標(biāo)對(duì)應(yīng)到這項(xiàng)技術(shù)的手冊(cè)當(dāng)中，該系統(tǒng)就自動(dòng)生成坐標(biāo)點(diǎn)，方位以及相對(duì)距離也能夠直接反映出來，這就方便了放樣人員的工作。

4 結(jié)束語

GPS和RTK技術(shù)的結(jié)合能夠幫助我們更好地進(jìn)行定位，當(dāng)前它們?cè)谖覈こ探ㄔO(shè)、交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、土地資源的管理、氣象和環(huán)境監(jiān)測等行業(yè)的應(yīng)用，促進(jìn)了我國社會(huì)建設(shè)的快速發(fā)展。煤炭的開采和我國很多行業(yè)都有著直接關(guān)系，為了能夠保證開采的質(zhì)量，需要對(duì)煤炭地質(zhì)勘查的精確性提出更高要求。煤炭大多數(shù)位于丘陵、山地等區(qū)域，地質(zhì)情況比較復(fù)雜，交通條件不好，而且勘查的區(qū)域范圍很大，如果只是沿用以前的傳統(tǒng)的勘查方法，那么得到的測量結(jié)果精確度不夠。如果把這兩種技術(shù)相結(jié)合在煤炭地質(zhì)勘查中應(yīng)用，不僅能夠減輕地質(zhì)勘察人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)還能夠提高效率和精度，這也是未來煤炭產(chǎn)業(yè)中需要用到的方法，對(duì)于煤炭勘察具有重要意義。

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