RTK定位技術(shù)配合常規(guī)測(cè)量方法對(duì)澮河大堤進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)的探討

郭紅 王偉

（皖北煤電集團(tuán)有限公司錢(qián)營(yíng)孜煤礦,安徽宿州 234000）

RTK定位技術(shù)配合常規(guī)測(cè)量方法對(duì)澮河大堤進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)的探討

郭紅 王偉

（皖北煤電集團(tuán)有限公司錢(qián)營(yíng)孜煤礦,安徽宿州 234000）

RTK定位技術(shù)是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破，在很多領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，目前在礦山測(cè)量中也有非常好的應(yīng)用前景。本文闡述了RTK技術(shù)的原理和在野外測(cè)量作業(yè)中配合常規(guī)測(cè)量方法的施測(cè)過(guò)程，以及RTK應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)及處理方法。此次沉降觀測(cè)為“三下”采煤提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)，并指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)，為開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)提供了有力保證。

GPS；常規(guī)儀器；地表沉降觀測(cè)；“三下采煤”

隨著測(cè)繪行業(yè)儀器的快速更新?lián)Q代，測(cè)量方式上也發(fā)生著革命性的變革，RTK技術(shù)的出現(xiàn)使野外測(cè)量不再受一般光學(xué)儀器所要求的通視的限制，然而RTK定位技術(shù)還存在一定的局限性，比如遮擋、強(qiáng)磁場(chǎng)干擾、太陽(yáng)黑子等因素都對(duì)測(cè)量質(zhì)量有一定的影響，甚至無(wú)法測(cè)量，這就需要搭配常規(guī)測(cè)量方法取長(zhǎng)補(bǔ)短。在對(duì)澮河大堤進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目中采用RTK配合常規(guī)測(cè)量方法，很好地完成了外業(yè)采集工作，各項(xiàng)技術(shù)精度指標(biāo)均符合規(guī)范要求，取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 測(cè)區(qū)概況

錢(qián)營(yíng)孜煤礦隸屬于皖北煤電集團(tuán)，是安徽省“861”重點(diǎn)建設(shè)工程，皖北地區(qū)在建的最大的綜合自動(dòng)化礦井。井田地質(zhì)儲(chǔ)量5.45億噸，可采儲(chǔ)量2.18億噸，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為180萬(wàn)噸，礦井服務(wù)年限86.4年，礦區(qū)覆蓋面積約50km2。礦區(qū)范圍內(nèi)及周?chē)牡匦屋^平坦，淮河的主要支流澮河位于礦區(qū)南部，從3213工作面上方穿過(guò)，河堤縱向與3213工作面走向斜交，兩岸河堤之間平均寬度為200m，水面平均寬度為110m，水深約4m左右，正常水位+16.5m，堤頂距水面約5m以上。北堤最大標(biāo)高為+21.3m，南堤最大標(biāo)高為+22.4m，南北堤頂最小標(biāo)高在+18.0m以上。由于澮河為跨省河道、淮河的主要支流之一，肩負(fù)兩岸排灌的重要使命，為了保證汛期兩岸人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，必須采取積極措施對(duì)塌陷段河堤進(jìn)行治理，因此對(duì)河堤進(jìn)行沉降觀測(cè)是非常必要的。

2 進(jìn)行澮河大堤沉降監(jiān)測(cè)的意義

2.1 滿足礦井安全，開(kāi)展“三下”采煤工作的需要。

2.2 安全合理地留設(shè)保護(hù)煤柱，解放壓煤量，節(jié)約煤炭資源。

2.3 充分掌握河堤在采動(dòng)過(guò)程中縱、橫向的移動(dòng)與變形情況，保證汛期兩岸人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全以及預(yù)防井下突水事故。

2.4 提供該地區(qū)準(zhǔn)確可靠的地標(biāo)移動(dòng)變形參數(shù)，掌握由于采動(dòng)引起的河堤移動(dòng)變性特征與規(guī)律。

3 RTK定位技術(shù)配合常規(guī)測(cè)量方法對(duì)澮河大堤進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的步驟

3.1 RTK定位技術(shù)簡(jiǎn)介

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)（Real Time Kinematic，簡(jiǎn)稱(chēng)RTK），是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破。

RTK測(cè)量是根據(jù)GPS的相對(duì)定位理論，將一臺(tái)接收機(jī)設(shè)在基準(zhǔn)站，另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)放在流動(dòng)站上，同步采集相同衛(wèi)星的信號(hào)?；鶞?zhǔn)站在接收GPS信號(hào)并進(jìn)行載波相位測(cè)量的同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測(cè)站坐標(biāo)信息按照RTCM數(shù)據(jù)格式一起傳送給流動(dòng)站，流動(dòng)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)解調(diào)后，利用GPS控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件，與本機(jī)采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)組成差分觀測(cè)值，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，給出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程及實(shí)測(cè)精度。

3.2 工作流程

3.2.1 測(cè)前準(zhǔn)備

在距離測(cè)區(qū)4km的范圍內(nèi)選取一個(gè)穩(wěn)定控制點(diǎn)架設(shè)GPS基準(zhǔn)站。建立測(cè)區(qū)沉降觀測(cè)坐標(biāo)系；在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)均勻選取3～4個(gè)控制點(diǎn)，作為RTK監(jiān)測(cè)時(shí)檢?；鶞?zhǔn)，應(yīng)用經(jīng)典三維計(jì)算方法計(jì)算該區(qū)域坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，建立坐標(biāo)系。在施測(cè)前，為確保觀測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可用，我們往往利用兩點(diǎn)校正，第三點(diǎn)檢查的方法來(lái)校正，當(dāng)檢核精度滿足要求時(shí)，方可開(kāi)始正常作業(yè)。

3.2.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

在開(kāi)闊和地勢(shì)起伏較大的地方采用RTK觀測(cè)，主要步驟為：進(jìn)行流動(dòng)站系統(tǒng)配置，建立作業(yè)名；選擇設(shè)定的坐標(biāo)系；初始化儀器通信端口，建立流動(dòng)站與參考站的網(wǎng)絡(luò)連接后便可以進(jìn)行觀測(cè)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)20個(gè)歷元（每個(gè)歷元為5s）。在樹(shù)林灌木集中區(qū)等不利于RTK施測(cè)的，可借助常規(guī)測(cè)量方法即平面采用全站儀附和導(dǎo)線測(cè)量，高程采用水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。

3.2.3 數(shù)據(jù)的后處理

數(shù)據(jù)下載并處理。將RTK采集的觀測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)下載至電腦指定的文件中，連同常規(guī)測(cè)量方法獲取的資料，根據(jù)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)變化情況和收集的基礎(chǔ)資料（該區(qū)域已有的開(kāi)采沉降資料，如移動(dòng)角、下沉角、充分采動(dòng)角、松散層移動(dòng)角及其他相關(guān)參數(shù)）分析大堤及其周邊地表沉降變形參數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目的創(chuàng)新之處就在于將RTK技術(shù)引入到大堤沉降監(jiān)測(cè)的工作中，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量RTK（Real-Time-Kinematic）定位技術(shù)是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破。利用它配合常規(guī)測(cè)量方法進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，增加了作業(yè)方式的靈活性，縮短了觀測(cè)時(shí)間，操作更加簡(jiǎn)便，并且實(shí)現(xiàn)了全天候作業(yè)。

[1]徐紹銓?zhuān)瑥埲A海等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢大學(xué)出版社，2003.

TD325

A

1003-5168(2014)04-0032-01

郭紅（1988.3—），男，安徽界首人，長(zhǎng)春工程學(xué)院工學(xué)學(xué)士，助理工程師，研究方向：測(cè)繪工程。