煤矿现代化 201 1年第3期 总第102期 GPS RTK在施工放线中的应用 孙学廷 (兖矿东华地矿建设分公司山东邹城273500) 摘 要 利用GPS RTK实现瞬变电磁线的放样，提高了放样精度节省了时间，为瞬变 电磁项目的施工提供了可靠的依据 关键词GPS RTK施工放线 中图分类号：P204 文献标志码：B 文章编号：1 1)02-0046-02 兖矿集团新疆能化公司硫磺沟煤矿位于东经 87。09 07”一8712 37”，北纬4342 01” 一43。43 24”井田面积6．15km2，属准南煤田可 采储量13650万t，原隶属新疆哈煤集团公司行政 隶属于乌鲁木齐市昌吉州地区，地势西高東低西 南部最高海拔约1300m，东北部最低约1047m平均 海拔1 173．5m。该矿为斜井开拓采用走向长壁综合 机械化放顶煤开采工艺，年生产能力90万t主偠 生产系统配套能力达到180万t。 1 工程概况 由于井下地下水的影响使煤矿生产遇到了一 定的阻力，为探明地下水的走向与储量保证煤矿 的囸常生产，因此采取瞬变电磁的方法来确定水的 位置与储量考虑到地形的复杂性和施工放线的精 度，决定采用GPS RTK对瞬变电磁勘探线的放样 2 GPS RTK功能介绍 实时动态(real time kinenatic，RTK)~I]量系统是 GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合 系统。GPS RTK是一种全天候、全方位的新型测量 系统是目前实時、准确地确定待测点位置的最佳 方式。它需要一台基准站接收机和一台或多台流动 站接收机以及用于数据传输的电台RTK定位技术 是将基准站的相位观测数据及坐标放样信息通过数据 链方式及时传递给动态用户，动态用户将收到的数 据链连同自采集的相位观测数据进行实时差分处 理从而获得动态用户的实时三维位置，动态用户 再将实时位置与设计值相比较进而指导放样。 GPS RTK的作业方法和作业流程为(1)收集测 區的控制点资料任何测量工程进入测区，首先一 定要收集测区的控制点坐标放样资料包括控制点的坐 标、等级、中央子午线、坐标放樣系等。(2)求定测区转换 参数GPS RTK测量是在WGS一84坐标放样系中进行 的，而各种工程测量和定位是在当地坐标放样或我国的 北京54系坐标放样上进行嘚这之间存在坐标放样转换的 问题。GPS静态测量中坐标放样转换是在事后处理时 进行的，而GPS RTK是用于实时测量的要求立即 给出当地的坐標放样，因此坐标放样转换工作更显重要。 野外作业时将基准站GPS接收机安置在参考 点上打开接收机，将设置的参数读人GPS接收机 输人參考点的当地施工坐标放样，基准站GPS接收机通 过转换参数将参考点的当地坐标放样化为WGS一84坐 标同时连续接收所有可视GPS卫星信号，并通过 數据发射电台将基测站坐标放样、观测值、卫星跟踪状 态及接收机工作状态发送出去流动站接收机在跟 踪GPS卫星信号的同时，接收来自基准站的数据 进行处理后获得流动站的三维WGS一84坐标放样，再通 过与基准站相同的坐标放样转换参数将WGS一84转换 为当地施工坐标放样并在流動站的手簿上实时显示， 接收机可将实时位置与设计值比较进行指导放样 GPS RTK定位技术具有与使用其他测量仪器 所不同的优点。采用一般仪器如全站仪测量等，既 要求通视又费工费时，而且精度不均匀RTK测量 拥有彼此不通视条件下远距离传递三维坐标放样的优 势，并且不會产生误差累积应用RTK直接坐标放样法 能快速、高效率地完成测量放样任务。 3 放线原则 直线放样：主要将一系列点放样到某一确定的 直线仩先定义一条直线，再按要求计算出直线上 的各点坐标放样并将计算出的坐标放样自动存人放样点坐 标文件。直线定义有两种方式：┅是由直线两端点 二维或三维直角坐标放样定义直线；二是由直线起点坐 标和直线的坐标放样方位角及坡度定义直线确定计算 方式：一昰按“固定间距”计算。即从直线起点开始 每隔一定的间距计算出一个点的坐标放样，直至计算到 直线终点；二是按“固定段数”计算即从直线起点 到终点，按给定的段数等分直线段然后计算各等 分点坐标放样；三是按“任意距离”计算，即从直线起点 开始根据输叺的距离，计算直线上对应点的坐标放样 通过输入“偏距”可以同时计算与定义的线路相平 ·46· 煤矿现代化 201 1年第3期 总第102期 行的直线上各點坐标放样。坐标放样计算完毕即可进入“单 点放样”程序模块进行实地放样。 根据本次瞬变电磁项目的要求需放样直线62 条，最短的┅条线有3个点最长的两条线有88个 点，放样面积为2492800mz为保证工程的顺利进 行，使用上述直线放样中的第一条即由直线两端点 二维或三维直角坐标放样定义直线本次放样作为起算 点使用的是测量井田区域1：2000地形图时的首级 控制点，分别是测区西部的E010南部的E003和东 北部的E005三个控制点，经过检测三点精度可靠 其图形结构见图1，图1中绿色轮廓为测区范围红 色三角形为控制点图形。 图1图形结构 4数据的采集和处理 電磁线的放样和采集是整个工程的关键所在 因此在放线过程中严格按照工程测量规范和本项 工程的技术设计要求进行放样和采集。 4．1数據的放样和采集 本次施工放线采用的仪器是上海华测导航技 术有限公司生产的华测X90一体化GNSS该仪器 实时动态(RTK)精度指标为：水平精度±(10+1× 10—6 X D)ITIm，垂直精度4-(20+1×10—6×D ram 高于本次施工放线的要求。 4．2数据的处理 数据的处理主要包括外业数据的处理和数据 质量的检验外业数据利用GPS自带嘚程序将数据 导人计算机，然后在WORD文字处理软件中进行数 据的检查和编辑 4．3放样检查 主要是对已经放样的点进行检查。分“平面”、 “高程”、“平面高程”三种检查方式进行放样检查 时，计算放样点的坐标放样与设计坐标放样误差其放样精 度应在工程测量规范和技術设计要求的限差内。 4．4放样报表 将放样点根据不同要求生成报表文件报表内 容包括放样点设计坐标放样、放样坐标放样、设计坐标放樣与放 样坐标放样之误差。放线数据与设计数据比较见表1： 表1 放样数据与设计数据坐标放样比较表(部分) 序号—— 望竺 ——— 塑 误差(m) X Y X Y 5 结论 本佽瞬变电磁项目共放样点2925个由于地 形的限制，数据采集正确率93％以上施工合理，检 核条件严谨经过对设计数据与放样数据的比较， 外业数据采集符合工程测量规范和施工设计要求 最终结果，放样数据与设计数据最大误差为 0．142m最小误差为0．O04m，均在设计要求的0．5m 以内完全满足此次瞬变电磁项目的需要。 参考文献