淺述山區RTK測量定點放樣工作

摘 要：本文通過山區RTK測量定點放樣工作應用實例，論述其效果。實踐表明該RTK技術在野外山區定點放樣方面，操作簡便、節約了施工周期取得了很好的經濟效益。

關鍵詞：山區；RTK；定點放樣；經濟效益

1 工程概述

八號井田位于烏蘇縣城西南50公里處，行政區劃屬烏蘇縣吉爾格勒特蒙古鄉管轄。礦區外部交通極為方便，西端烏蘇煤礦和東端烏蘇電場均有公路直達烏蘇縣城且與烏伊公路、北疆鐵路相接，但測區內部山高谷深，通行困難。

本項目探查火燒區及采空區積水范圍，為今后的工作面安全回采提供防治水工作方面的參考依據，前期為測量方樣工作，面積0.407km2。

本次測量遵循的相關規范有：

①全球定位系統（GPS）測量規范（GB/T 18314-2009）；

②全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范（CH/T 2009-2010）；

③測繪成果質量檢查驗收規定（GB/T 24356-2009）；

④《測繪技術總結編寫規定》（CH/T1001-2005）；

平面坐標系統采用北京54坐標系。高程系統采用1956黃海高程系。投影方式采用高斯—克呂格投影（6°帶第15帶，中央子午線 87°）。

2 測量儀器

本次測量工作采用中海達HD-V8 CORS型網絡GPS測量系統4臺套。該儀器集全球定位系統、WAAS廣域差分GPS、通信網絡實時傳送等特點于一體，是目前GPS領域最先進的技術設備之一。

HD- V8 CORS系統具有以下特點：

2.1 接收機技術參數

54通道接收，包括：14通道GPS L1+2通道SBAS，14通道GPS L2P（Y）碼或L2C碼；全視場跟蹤C/A碼、P碼；VISION相關器，快速重捕獲，保證衛星信號接收穩定；優越的長距離RTK解算能力；內置移動GPRS/聯通CDMA網絡通信部分；可選GPRS或CDMA通信服務。

2.2 測量精度

靜態后處理精度：平面：±2.5mm+1ppm；高程：±5.0mm+1ppm

RTK定位精度：平面：±1cm+1ppm；高程：±2cm+1ppm

作用距離：靜態≤80kmRTK極限30km常規10-15km

2.3 工作環境

防水、防塵、防振、等級：IP67；工作溫度：-30℃～60℃；存儲溫度：-30℃～60℃

上述所有測量設備在生產前均進行了檢效，各項技術指標滿足生產要求。

3 作業方法

3.1 已有控制點的檢驗

根據礦區控制點的分布情況，對礦區控制點進行了檢測，檢測方法采用GPS動態觀測，以“X01”“X05”點為固定點。觀測儀器精度5mm+1ppm，對“X02”“X04”的坐標和高程進行了檢測，檢測比例100%，檢測結果及精度符合技術要求之規定。

3.2 RTK控制點加密測量

根據電法勘探范圍及勘探區地形情況，布設一級GPS加密控制網，采用RTK定位的方法對加密控制點進行測量。在測區地形空曠地勢較高、符合基準站架設要求的地方架設基準站，與礦區已知點的距離，控制在3公里之內，聯測礦區已知點，解算出兩坐標系之間的轉換參數，水平殘差小于±2cm，垂直殘差小于±3cm，為了提高加密點的精度，觀測時間大于60s，采用不同時間段進行4次觀測取平均值，RTK手薄精度指標預設為點位中誤差1.5cm，高程中誤差2cm，觀測中，取平面和高程中誤差均小于1cm時進行記錄。RTK控制網圖如圖1所示：

圖1 測區RTK控制網圖

3.3 電法勘探線的放樣

電法勘探線采用GPS-RTK的方法進行放樣，具體方法如下：

①架設基站：首先將GPS基準站擺放在測區內任意一位置，對中整平，輸入儀器高度，采集北京54坐標。

②設置參數：基準站架設好后，新建工程20140901BYG，設置中央子午線87°，攜帶GPS流動站到區內已知控制點上，輸入天線高，對中整平，采集提供的已知點坐標，將采集的坐標進行水平坐標平差和高程垂直擬合平差，投影參數（高斯—克呂格投影）、轉換參數（四參數），高程擬合參數（固定差改正）。求出國家54坐標系和所用坐標系間的轉換參數。

③參數計算：設置完參數后，利用已知點“X05”“X01”進行參數解算。算得參數后，復測已知點“X02”進行檢查，對比精度數據。

儀器設置好后將起點樁號和終點樁號坐標輸入到流動站的手簿中，設置好放樣間距20米，觀測時至少同步觀測5顆以上的分布良好的衛星，并在運動過程中保持連續跟蹤，得到的實測坐標與設計坐標進行比較隨時得到所在位置與放樣點的偏距、方位及放樣精度，滿足要求時得到放樣點。

高程點的采集在RTK放樣的同時進行，測量過程中儀器對中桿氣泡嚴格居中，測量時間2～4s，平面精度達到1～3cm，高程精度達到5～15cm。

4 成果質量說明和評價

4.1 質量控制措施

為了確保產品質量，在項目生產前對所有參加項目生產的作業人員均進行了崗前培訓，并經考核合格后上崗；作業前對儀器設備進行了檢校，對接收機的參數進行定期檢查，符合精度指標的儀器方能投入生產；生產作業中嚴格執行測量相關技術標準。

4.2 具體實施方法

①重測比較法。

每日施工前、搬遷至新的參考站、接收機或電子手簿內的數據或參數更新時，次重新初始化成功后，先重測附近已測過的RTK點1-3個，并現場比較其成果，從而判斷這次的初始化是否正確可靠。檢查點與原測點的坐標互差限差在Δx≤0.15m；Δy≤0.15m；Δh≤0.2m時，確認初始化沒有問題以后，才進行新的RTK觀測。保證每條測線的均勻復測率應達到該測線物理點數的3%。

②達到的技術指標及精度統計。

本項目使用接收機4臺套（含RTK功能）儀器進行動態測量，該型儀器標稱精度為平面±1cm+1ppm，高程±2cm+1ppm。使用該型機符合規范中的要求， 觀測方式采用的是RTK測量模式，完成1620個TEM測點的平面和高程測量，對TEM測點共實施檢查測點約50個，檢查率為3.1%。檢查點以兩次觀測的平均值作為該點的測量成果。測點觀測均方誤差計算公式為：

ε=

式中：δ為第i點原始觀測值與檢查觀測值之差；n為總檢查點數。

表1 精度統計表

[點位誤差

最大誤差

最小誤差

平均誤差][線號/點號

7/32

13/30

32][誤差值（m）

0.148

0.003

±0.75]

表2 相對于附近勘控點精度統計表

[類型

平面誤差

高程誤差

測線長度相對誤差][誤差值

≤0.16m

≤0.21m

≤1/16200][限差

≤0.5m

≤0.5m

≤1/1000]

由精度統計表可見，各項精度指標均符合技術要求的相應規定。

作者簡介：林綱虎（1976-），男，助理工程師，2010年畢業于西安科技大學采礦工程專業，現任烏蘇四棵樹煤炭有限責任公司生技部主管，從事煤礦井下地測防治水專業工作。