GPS技術(shù)在煤田勘察的應(yīng)用研究

陳剛++李紹云

[摘 要]自“十五”國土資源大調(diào)查開展以來，遙感地質(zhì)研究和應(yīng)用取得了一批具有影響力的成果。遙感地質(zhì)在理論、技術(shù)和應(yīng)用方面都得到了跨躍式地發(fā)展，技術(shù)水平顯著提高，技術(shù)實(shí)力明顯增強(qiáng)，地質(zhì)應(yīng)用層次得到大幅度提升。

[關(guān)鍵詞]GPS技術(shù)；煤礦資源；勘查；應(yīng)用

中圖分類號：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0392-01

引言

地質(zhì)應(yīng)用在深度和廣度上都有不同程度的深化和拓展。遙感區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、遙感礦產(chǎn)資源評價、遙感滑坡調(diào)查與監(jiān)測、地質(zhì)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、石漠化遙感調(diào)查與監(jiān)測、區(qū)域性地面沉降監(jiān)測等都已取得具有影響性的成果；礦山開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測已初見成效。這些應(yīng)用為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展及西部大開發(fā)等提供了一批有價值的資料和信息，取得了明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

1 控制測量方案

1.1平面控制測量

本次測量工作中平面控制測量可采用GPS觀測的方法進(jìn)行，以總參測繪局所做的三角點(diǎn)—韃子泉西北山、花石山、砂石梁作為本次GPS觀測的起算點(diǎn)，使用4臺天寶5700型GPS接收機(jī)，采用邊連接的布網(wǎng)方式，使用快速靜態(tài)定位的觀測方法施測20個一級GPS控制點(diǎn)，在進(jìn)行完野外觀測工作后，于室內(nèi)采用天寶TGO內(nèi)業(yè)解算軟件對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行基線解算和平差處理。

1.2高程控制測量

可采用GPS高程擬和方法進(jìn)行高程測量，GPS高程擬和可以利用國家Ⅰ等三角點(diǎn)“韃子泉西北山”和國家Ⅲ等三角點(diǎn)“砂石梁”的高程作為起算高程來進(jìn)行全區(qū)的高程擬和。高程坐標(biāo)系統(tǒng)將采用1956年黃海高程系。

1.3選點(diǎn)埋石

所有GPS點(diǎn)位均應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射臺、微波站和高壓輸電線，其附近均無大面積水域等，為取得良好的觀測成果創(chuàng)造條件。整個測區(qū)共布設(shè)20個一級GPS控制點(diǎn)，埋石均嚴(yán)格按照《規(guī)范》和設(shè)計執(zhí)行，標(biāo)石均應(yīng)穩(wěn)固可靠（標(biāo)石采用普通標(biāo)石）易于點(diǎn)位長期保，并應(yīng)保證相鄰控制點(diǎn)間互相通視，為今后在測區(qū)內(nèi)進(jìn)行的常規(guī)測量工作提供依據(jù)。

2 地形圖測量方案

本次地形圖測量分為兩種不同比例尺，分別為1∶5000和1∶25 000，均采用航空攝影測量成圖，具體方案如下：

A.航測外業(yè)精度指標(biāo)：平面控制相對最近等級點(diǎn)的平面位置中誤差和對大地點(diǎn)高程中誤差均嚴(yán)格按照相應(yīng)規(guī)范要求執(zhí)行。

B.航測外業(yè)像控點(diǎn)的布設(shè)：本測區(qū)呈傾斜條帶狀，采用航線網(wǎng)布點(diǎn)，平高點(diǎn)布設(shè)在測區(qū)南北邊線外，以控制測區(qū)實(shí)測面積為準(zhǔn)，這樣就可更好地控制和提高地形圖的精度，像控點(diǎn)的選刺工作應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T13977-92《1：5000、1：10000地形圖航空攝影外業(yè)規(guī)范》和GB/12341-90《1：25000、1：50000、1：100000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》執(zhí)行，在外業(yè)刺點(diǎn)中按照一人刺點(diǎn)，一人檢查的規(guī)范要求進(jìn)行刺點(diǎn)，以保證其可靠性。像控點(diǎn)必須目標(biāo)清晰、易于判讀。刺點(diǎn)后應(yīng)立即繪制點(diǎn)位略圖并經(jīng)第二人檢查，刺點(diǎn)者與檢查者均應(yīng)簽名，像控點(diǎn)的編號從P01開始順延；不得有重號。

C.像控點(diǎn)聯(lián)測一般采用RTK實(shí)時動態(tài)定位系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)測。個別RTK信號不能很好到達(dá)的地方點(diǎn)可采用GPS測量聯(lián)測。

D.航外像片調(diào)繪按照外業(yè)定性、內(nèi)業(yè)定位的原則進(jìn)行，直接繪在每張調(diào)繪相片上。調(diào)繪判讀應(yīng)準(zhǔn)確，描繪清楚，圖式符號運(yùn)用恰當(dāng)，各種注記準(zhǔn)確無誤，對地物地貌的取舍，以圖面允許負(fù)載量和保持實(shí)地特征為原則，調(diào)繪面積線的劃分應(yīng)避免與線狀地物重合或分割居民地和獨(dú)立場地。自由邊調(diào)繪面積線用紅色。其余用藍(lán)色。調(diào)繪片繪制時采用藍(lán)、黑、棕、紅4色。大車路、電力線、標(biāo)準(zhǔn)圖示符號、地物注記、圖外說明用黑色；陡坎、沖溝等地貌用棕色；水系、人工渠、積水、湖泊用藍(lán)色；簡易符號、不依比例的房屋、地類界用紅色。為表示清晰，所有房屋及牧區(qū)的牲口圈均用紅色。沿道路兩側(cè)電力線離開道路中心線小于圖上5 mm不表示。但應(yīng)在分叉、轉(zhuǎn)折處應(yīng)繪一段符號以示走向。測區(qū)內(nèi)通訊線只在地物稀少的山區(qū)有方位作用時才表示，其它地區(qū)不表示，地下光纜不表示。調(diào)繪地貌時一定要反映出地貌特征。土質(zhì)表示一定要清楚，符號配制要合理。地名和地理名稱的調(diào)查要真實(shí)，仔細(xì)、準(zhǔn)確、無錯。

3 勘探線定點(diǎn)定線測量及工程點(diǎn)測量

3.1建立相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)

在本次使用測量電子手簿中建立新的項目文件，輸入本次測量工作要求的北京54坐標(biāo)系的橢球參數(shù)和測區(qū)相應(yīng)的中央子午線精度，建立一個具有于與本次工作坐標(biāo)系統(tǒng)相同的坐標(biāo)系統(tǒng)的項目文件。本次RTK測量的所有數(shù)據(jù)的存儲、下載、編輯、處理都將這個項目文件中進(jìn)行。

3.2對全區(qū)進(jìn)行點(diǎn)校正

為了使RTK測量的碎部點(diǎn)具有較高的精度因此需要在項目文件中建立一套相應(yīng)的全區(qū)控制點(diǎn)的高程和平面的點(diǎn)校正，具體方法為：先在該項目文件中輸入控制點(diǎn)相應(yīng)的WGS-84坐標(biāo)及其大地高度，再輸入控制點(diǎn)相應(yīng)的北京54坐標(biāo)及其高程，然后在點(diǎn)校正功能中添加控制點(diǎn)的對應(yīng)的WGS-84坐標(biāo)及高度，和北京54坐標(biāo)及高程，進(jìn)行平面和垂直的點(diǎn)校正，建立一套與測區(qū)實(shí)際地形相符的水平平差和垂直平差關(guān)系，來提高實(shí)時動態(tài)定位的精度。

3.3在控制點(diǎn)上架設(shè)基準(zhǔn)站，流動站進(jìn)行碎部測量根據(jù)控制點(diǎn)布設(shè)情況，將基準(zhǔn)站架設(shè)在合適的控制點(diǎn)上，用TSCe手簿來啟動基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站在接收到該點(diǎn)的衛(wèi)星星歷文件并進(jìn)行處理后，通過與基準(zhǔn)站相連的電臺把信號發(fā)射出去，然后由流動站的天線接收，并與流動站本身自帶的接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號進(jìn)行差分后處理，進(jìn)行單點(diǎn)的實(shí)時動態(tài)定位測量。

4 地質(zhì)勘探線施測方案

地質(zhì)勘探線的測量采用RTK的點(diǎn)、線放樣功能來完成，通過事先輸入的剖面線端點(diǎn)坐標(biāo)用RTK進(jìn)行點(diǎn)放樣，找到端點(diǎn)進(jìn)行測量后再用直線放樣功能對直線上的點(diǎn)進(jìn)行放樣，根據(jù)地形及地質(zhì)需要在剖面線上定出地質(zhì)點(diǎn)，剖面線上的點(diǎn)在實(shí)地釘木樁標(biāo)定，木樁上應(yīng)以紅色油漆標(biāo)有線號、點(diǎn)名，使其易于長期清晰保存，剖面線端點(diǎn)均應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行埋石。

鉆孔、槽探施測方案。鉆孔、槽探的定點(diǎn)測量直接采用RTK的測量點(diǎn)功能來完成，直接使用流動站在待測點(diǎn)上施測，可直接獲得測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

5 結(jié)束語

綜上所述，GPS測量技術(shù)完全可以滿足煤礦資源勘查的需要，測量精度達(dá)到規(guī)范要求。其優(yōu)勢在于，一方面各測量點(diǎn)間不需要通視，不僅快速、方便、不受地形限制，而且還省時、省力、提高了工作效率；另一方面由于基站和移動站間作用距離可達(dá)到10 km以上，保證了移動站所測各點(diǎn)幾乎具有同等的精度，避免了全站儀測量中因不通視而頻繁轉(zhuǎn)站帶來的誤差積累。基準(zhǔn)站的選擇對于RTK測量非常重要，它將直接影響到流動站的施測精度和測量速度。而且還應(yīng)根據(jù)測區(qū)的實(shí)際情況選擇合適的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)求解方法。參與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的已知點(diǎn)應(yīng)在3個以上，且分布要均勻，做到在滿足精度要求的情況下，盡可能地減少外業(yè)的工作強(qiáng)度。通過實(shí)際測量結(jié)果來看，GPS技術(shù)與常規(guī)測繪相比具有巨大的優(yōu)越性。它操作簡便，靈活方便，不但可以大幅度提高測量速度，而且能夠大大減小作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

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