淺述山區(qū)RTK測量定點(diǎn)放樣工作

摘 要：本文通過山區(qū)RTK測量定點(diǎn)放樣工作應(yīng)用實(shí)例，論述其效果。實(shí)踐表明該RTK技術(shù)在野外山區(qū)定點(diǎn)放樣方面，操作簡便、節(jié)約了施工周期取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：山區(qū)；RTK；定點(diǎn)放樣；經(jīng)濟(jì)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(qū)劃屬烏蘇縣吉爾格勒特蒙古鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)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(dá)烏蘇縣城且與烏伊公路、北疆鐵路相接，但測區(qū)內(nèi)部山高谷深，通行困難。

本項(xiàng)目探查火燒區(qū)及采空區(qū)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(jù)，前期為測量方樣工作，面積0.407km2。

本次測量遵循的相關(guān)規(guī)范有：

①全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（GB/T 18314-2009）；

②全球定位系統(tǒng)實(shí)時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范（CH/T 2009-2010）；

③測繪成果質(zhì)量檢查驗(yàn)收規(guī)定（GB/T 24356-2009）；

④《測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》（CH/T1001-2005）；

平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用北京54坐標(biāo)系。高程系統(tǒng)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(dá)HD-V8 CORS型網(wǎng)絡(luò)GPS測量系統(tǒng)4臺套。該儀器集全球定位系統(tǒng)、WAAS廣域差分GPS、通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳送等特點(diǎn)于一體，是目前GPS領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備之一。

HD- V8 CORS系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

2.1 接收機(jī)技術(shù)參數(shù)

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(jī)/A碼、P碼；VISION相關(guān)器，快速重捕獲，保證衛(wèi)星信號接收穩(wěn)定；優(yōu)越的長距離RTK解算能力；內(nèi)置移動GPRS/聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)通信部分；可選GPRS或CDMA通信服務(wù)。

2.2 測量精度

靜態(tài)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(tài)≤80kmRTK極限30km常規(guī)10-15km

2.3 工作環(huán)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(shè)備在生產(chǎn)前均進(jìn)行了檢效，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足生產(chǎn)要求。

3 作業(yè)方法

3.1 已有控制點(diǎn)的檢驗(yàn)

根據(jù)礦區(qū)控制點(diǎn)的分布情況，對礦區(qū)控制點(diǎn)進(jìn)行了檢測，檢測方法采用GPS動態(tài)觀測，以“X01”“X05”點(diǎn)為固定點(diǎn)。觀測儀器精度5mm+1ppm，對“X02”“X04”的坐標(biāo)和高程進(jìn)行了檢測，檢測比例100%，檢測結(jié)果及精度符合技術(shù)要求之規(guī)定。

3.2 RTK控制點(diǎn)加密測量

根據(jù)電法勘探范圍及勘探區(qū)地形情況，布設(shè)一級GPS加密控制網(wǎng)，采用RTK定位的方法對加密控制點(diǎn)進(jìn)行測量。在測區(qū)地形空曠地勢較高、符合基準(zhǔn)站架設(shè)要求的地方架設(shè)基準(zhǔn)站，與礦區(qū)已知點(diǎn)的距離，控制在3公里之內(nèi)，聯(lián)測礦區(qū)已知點(diǎn)，解算出兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，水平殘差小于±2cm，垂直殘差小于±3cm，為了提高加密點(diǎn)的精度，觀測時間大于60s，采用不同時間段進(jìn)行4次觀測取平均值，RTK手薄精度指標(biāo)預(yù)設(shè)為點(diǎn)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(jìn)行記錄。RTK控制網(wǎng)圖如圖1所示：

圖1 測區(qū)RTK控制網(wǎng)圖

3.3 電法勘探線的放樣

電法勘探線采用GPS-RTK的方法進(jìn)行放樣，具體方法如下：

①架設(shè)基站：首先將GPS基準(zhǔn)站擺放在測區(qū)內(nèi)任意一位置，對中整平，輸入儀器高度，采集北京54坐標(biāo)。

②設(shè)置參數(shù)：基準(zhǔn)站架設(shè)好后，新建工程20140901BYG，設(shè)置中央子午線87°，攜帶GPS流動站到區(qū)內(nèi)已知控制點(diǎn)上，輸入天線高，對中整平，采集提供的已知點(diǎn)坐標(biāo)，將采集的坐標(biāo)進(jìn)行水平坐標(biāo)平差和高程垂直擬合平差，投影參數(shù)（高斯—克呂格投影）、轉(zhuǎn)換參數(shù)（四參數(shù)），高程擬合參數(shù)（固定差改正）。求出國家54坐標(biāo)系和所用坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

③參數(shù)計(jì)算：設(shè)置完參數(shù)后，利用已知點(diǎn)“X05”“X01”進(jìn)行參數(shù)解算。算得參數(shù)后，復(fù)測已知點(diǎn)“X02”進(jìn)行檢查，對比精度數(shù)據(jù)。

儀器設(shè)置好后將起點(diǎn)樁號和終點(diǎn)樁號坐標(biāo)輸入到流動站的手簿中，設(shè)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(wèi)星，并在運(yùn)動過程中保持連續(xù)跟蹤，得到的實(shí)測坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行比較隨時得到所在位置與放樣點(diǎn)的偏距、方位及放樣精度，滿足要求時得到放樣點(diǎn)。

高程點(diǎn)的采集在RTK放樣的同時進(jìn)行，測量過程中儀器對中桿氣泡嚴(yán)格居中，測量時間2～4s，平面精度達(dá)到1～3cm，高程精度達(dá)到5～15cm。

4 成果質(zhì)量說明和評價

4.1 質(zhì)量控制措施

為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，在項(xiàng)目生產(chǎn)前對所有參加項(xiàng)目生產(chǎn)的作業(yè)人員均進(jìn)行了崗前培訓(xùn)，并經(jīng)考核合格后上崗；作業(yè)前對儀器設(shè)備進(jìn)行了檢校，對接收機(jī)的參數(shù)進(jìn)行定期檢查，符合精度指標(biāo)的儀器方能投入生產(chǎn)；生產(chǎn)作業(yè)中嚴(yán)格執(zhí)行測量相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 具體實(shí)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(jī)或電子手簿內(nèi)的數(shù)據(jù)或參數(shù)更新時，次重新初始化成功后，先重測附近已測過的RTK點(diǎn)1-3個，并現(xiàn)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(diǎn)與原測點(diǎn)的坐標(biāo)互差限差在Δx≤0.15m；Δy≤0.15m；Δh≤0.2m時，確認(rèn)初始化沒有問題以后，才進(jìn)行新的RTK觀測。保證每條測線的均勻復(fù)測率應(yīng)達(dá)到該測線物理點(diǎn)數(shù)的3%。

②達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)及精度統(tǒng)計(jì)。

本項(xiàng)目使用接收機(jī)4臺套（含RTK功能）儀器進(jìn)行動態(tài)測量，該型儀器標(biāo)稱精度為平面±1cm+1ppm，高程±2cm+1ppm。使用該型機(jī)符合規(guī)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(diǎn)的平面和高程測量，對TEM測點(diǎn)共實(shí)施檢查測點(diǎn)約50個，檢查率為3.1%。檢查點(diǎn)以兩次觀測的平均值作為該點(diǎn)的測量成果。測點(diǎn)觀測均方誤差計(jì)算公式為：

ε=

式中：δ為第i點(diǎn)原始觀測值與檢查觀測值之差；n為總檢查點(diǎn)數(shù)。

表1 精度統(tǒng)計(jì)表

[點(diǎn)位誤差

最大誤差

最小誤差

平均誤差][線號/點(diǎn)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(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)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(tǒng)計(jì)表可見，各項(xiàng)精度指標(biāo)均符合技術(shù)要求的相應(yīng)規(guī)定。

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