1、1浅谈 GPS-RTK 技术在煤田地质钻孔测量工作中的应用摘要 ：GPS-RTK 技术的含义，系统的组成，并结合其在铜川矿业公司玉华煤矿三、四盘区煤田地质钻孔测量工作中的应用。 关键词 ： GPS-RTK ； 煤田地质；钻孔测量 Introduction to GPS - RTK technology in coal geological drilling Measurement applications Wanghongjian，liyun （Tongchuan mining bureau of geological exploration company, shaanxi tongchua
2、n 727000） Abstract：The implication of GPS-RTK technology, system composition, and its application in the mineral company of Tongchuan Yuhua Coal Mine three or four coal geological drilling area in the work of surveying. Keywords: GPS - RTK; The geology; Borehole survey 中图分类号:P641.4+61 文献标识码：A 文章编号：
3、GPS（Global Positioning System）全球卫星定位系统，能在全球范围内为大众多用户提供高精度、全天候、连续实时的三维定位、三维测速和时间基准，加之其方便灵活，易于普及推广的特点，能满足各个方面用户的需要，因此 GPS 技术已是一种全能型的尖端测量技术。 21、GPS-RTK 技术概述 GPS-RTK 技术是以载波相位观测值为根据的实时差分 GPS 定位技术，实施动态测量。GPS-RTK 系统的组成：基准站、流动站和观测手簿等组成。在 RTK 作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接受来自基准站的数据，还要采集 GPS 观
4、测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时通过点位校正获得的坐标转换参数和投影参数，实时得到流动站较高精度的三维坐标。 2、GPS-RTK 技术的应用 铜川矿业公司玉华煤矿位于陕西省铜川市印台区玉华镇。本区自然地理属陕北黄土高原南缘台塬区的铜川长梁亚区，区内以凤凰山最高，海拔 1683.12m，玉华川最低海拔 1275m，相对高差 408.12m。本区地形适合 GPS-RTK 作业，此次煤田地质钻孔测量工作采用宾得 LGN-200 GNSSRTK测量系统，内置 GPS 双频天线，静态水平精度：2mm+0.5ppm，静态高程精度：5mm+0.5ppm; GPS-RTK 水平精度：10mm
5、+1ppm,高程精度：15mm+1ppm。GPS-RTK 作业距离：15-20Km，该仪器可以满足钻孔测量工作精度要求。 3、控制测量 该矿区现有三个国家三等三角点“凤凰山” 、 “烧锅台” 、 “尖山”保存完好，但不能完全覆盖三、四盘区井田，因此需要加密控制点，我们3在该勘探区经设计决定建立三个 E 级控制点，采用静态-GPS 测量进行控制点的加密。GPS 测量外业实施包括 GPS 点的选埋、观测、数据传输及数据预处理等工作。由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义，所以在选点工作中应遵守以下原则：点位应设在易于安装接受设备、事业开阔的较高点上；点位目标要
6、显著，视场周围 15 度以上不应有障碍物，以减小 GPS 信号被遮挡或被障碍物吸收；点位远离大功率无线电发射源、高压输电线和微波无线电信号传送通道；点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接受的物体；点位应选在交通便利、有利于其他观测手段扩展与联测的地方； 地面基础稳定，易于点的保存。观测工作按照：卫星高度角15、有效观测卫星数4、观测时段 45min、点位几何图形强度因子 PDOP6。在外业观测工作中，所有信息资料均须妥善记录在测量手簿。我们在室内进行数据后处理的过程中，一般进行 2 次：第一次计算尽量不采用人工干预的方法，但务必保证各同步环、异步环、重复基线闭合差达到 E 级GPS
7、 控制网规范要求；第 2 次计算则采用人工干预的方法，通过删除卫星或卫星的部分数据、改变截止高度角等方法，两次结果取平均值使其测量精度满足 E 级规范要求。 4、钻孔布设 依据地质部门提供的钻孔布置要求：钻孔的布设采用坐标放样测量。测量人员携带用 GPS-RTK 测量仪器对井口的位置经行测量。先依次架设基准站、流动站，连接仪器，待手簿稳定显示固定解之后，在已知点Z1、Z2 上先依次测取 WGS-84 坐标，然后再键入 Z1、Z2 点的 GPS-静态测4量数据，并解算、拟合获得转换参数，看比例因子是否接近 1，再在已知点 Z3 上检查误差，满足精度要求后地质人员、施工员依据实际情况进行钻孔的放样
8、测量工作。 5、钻孔定测 当勘探钻孔成井后，用 GPS-RTK 测量仪器对井口的位置经行测量。先依次架设基准站、流动站，连接仪器，待手簿稳定显示固定解之后，在已知点 Z1、Z2 上先依次测取 WGS-84 坐标，然后再键入 Z1、Z2 点的GPS-静态测量数据，并解算、拟合获得转换参数，看比例因子是否接近1，再在已知点 Z3 上检查误差，满足精度要求后进行钻孔的定测工作，我们一般采用单基准站双采样法测量，其精度一般都可以满足煤田地质钻孔测量的精度要求。 6、GPS-RTK 测量应用感受 GPS-RTK 测量的应用范围越来越广，不受天气、地形、通视条件等因素影响，GPS-RTK 仪器的标称精度都
9、采用 a+bd 的表示方式表述，其中 a 为固定误差，一般以 mm 为单位；b 为比例误差，以 ppm（即 10-6）为单位；d 为基准站到流动站之间的距离。由 GPS-RTK 仪器的精度标称方式可以看出，利用 GPS-RTK 测量时得到的点位误差随流动站到基准站距离的增加而增大。而且在流动站测量时，接收机天线姿态要尽量保持垂直。因为一定的斜度，将会产生很大的点位偏移误差。如当天线高 2m，倾斜 10时，定位精度可影响 3.47cm。S=20*Sin10=3.47cm。如果我们采用双基准站双采样的方法，其目的有效地消除对流层随机变化对GPS 高程测量产生的影响，且消弱了基准站的系统性影响。GP
10、S-RTK 测量5也有其自身的局限性，例如其在测量过程中要求基准站与流动站共同观测 5 颗以上 GPS 卫星，因此容易受到测站周围环境的影响（地形、地物产生的多路径效应） 。RTK 基准站的差分数据是通过无线电台发射的数据链传送的，因此（测区地形对测量也有较大影响，流动站距离基站过远或在深沟、谷地时，会造成流动站信号较差）对无线电造成干扰的各种因素都会对 RTK 作业造成影响。由于这些因素的影响，降低了 RTK 的测量精度，现在也有这方面研究，如建立数学模型和研究区域范围内大地高与水准高程转化等。 主要参考文献： 徐绍铨，张华海等。GPS 测量原理即应用。第 2 版。武汉：武汉大学出版社，2003 高绍伟，董俊峰等。控制测量。第 1 版。煤炭工业出版社，2008 赵国忱，李孝文等。工程测量。第 1 版。煤炭工业出版社，2008 作者简介：王宏建：陕西扶风人， （1978- ） ，测量助理工程师，主要从事煤田地质测量工作。
