GPS技术在煤田勘察的应用研究

[摘 要]自“十五”国土资源大调查开展以来，遥感地质研究和应用取得了一批具有影响力的成果。遥感地质在理论、技术和应用方面都得到了跨跃式地发展，技术水平显著提高，技术实力明显增强，地质应用层次得到大幅度提升。

[关键词]GPS技术；煤矿资源；勘查；应用

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0392-01

引言

地质应用在深度和广度上都有不同程度的深化和拓展。遥感区域地质调查、遥感矿产资源评价、遥感滑坡调查与监测、地质环境动态监测、石漠化遥感调查与监测、区域性地面沉降监测等都已取得具有影响性的成果；矿山开发与环境监测已初见成效。这些应用为经济建设、社会发展及西部大开发等提供了一批有价值的资料和信息，取得了明显的社会和经济效益。

1 控制测量方案

1.1平面控制测量

本次测量工作中平面控制测量可采用GPS观测的方法进行，以总参测绘局所做的三角点―泉西北山、花石山、砂石梁作为本次GPS观测的起算点，使用4台天宝5700型GPS接收机，采用边连接的布网方式，使用快速静态定位的观测方法施测20个一级GPS控制点，在进行完野外观测工作后，于室内采用天宝TGO内业解算软件对观测数据进行基线解算和平差处理。

1.2高程控制测量

可采用GPS高程拟和方法进行高程测量，GPS高程拟和可以利用国家Ⅰ等三角点“泉西北山”和国家Ⅲ等三角点“砂石梁”的高程作为起算高程来进行全区的高程拟和。高程坐标系统将采用1956年黄海高程系。

1.3选点埋石

所有GPS点位均应远离大功率无线电发射台、微波站和高压输电线，其附近均无大面积水域等，为取得良好的观测成果创造条件。整个测区共布设20个一级GPS控制点，埋石均严格按照《规范》和设计执行，标石均应稳固可靠（标石采用普通标石）易于点位长期保，并应保证相邻控制点间互相通视，为今后在测区内进行的常规测量工作提供依据。

2 地形图测量方案

本次地形图测量分为两种不同比例尺，分别为1∶5000和1∶25 000，均采用航空摄影测量成图，具体方案如下：

A.航测外业精度指标：平面控制相对最近等级点的平面位置中误差和对大地点高程中误差均严格按照相应规范要求执行。

B.航测外业像控点的布设：本测区呈倾斜条带状，采用航线网布点，平高点布设在测区南北边线外，以控制测区实测面积为准，这样就可更好地控制和提高地形图的精度，像控点的选刺工作应严格按照GB/T13977-92《1：5000、1：10000地形图航空摄影外业规范》和GB/12341-90《1：25000、1：50000、1：100000地形图航空摄影测量外业规范》执行，在外业刺点中按照一人刺点，一人检查的规范要求进行刺点，以保证其可靠性。像控点必须目标清晰、易于判读。刺点后应立即绘制点位略图并经第二人检查，刺点者与检查者均应签名，像控点的编号从P01开始顺延；不得有重号。

C.像控点联测一般采用RTK实时动态定位系统进行联测。个别RTK信号不能很好到达的地方点可采用GPS测量联测。

D.航外像片调绘按照外业定性、内业定位的原则进行，直接绘在每张调绘相片上。调绘判读应准确，描绘清楚，图式符号运用恰当，各种注记准确无误，对地物地貌的取舍，以图面允许负载量和保持实地特征为原则，调绘面积线的划分应避免与线状地物重合或分割居民地和独立场地。自由边调绘面积线用红色。其余用蓝色。调绘片绘制时采用蓝、黑、棕、红4色。大车路、电力线、标准图示符号、地物注记、图外说明用黑色；陡坎、冲沟等地貌用棕色；水系、人工渠、积水、湖泊用蓝色；简易符号、不依比例的房屋、地类界用红色。为表示清晰，所有房屋及牧区的牲口圈均用红色。沿道路两侧电力线离开道路中心线小于图上5 mm不表示。但应在分叉、转折处应绘一段符号以示走向。测区内通讯线只在地物稀少的山区有方位作用时才表示，其它地区不表示，地下光缆不表示。调绘地貌时一定要反映出地貌特征。土质表示一定要清楚，符号配制要合理。地名和地理名称的调查要真实，仔细、准确、无错。

3 勘探线定点定线测量及工程点测量

3.1建立相应的坐标系统

在本次使用测量电子手簿中建立新的项目文件，输入本次测量工作要求的北京54坐标系的椭球参数和测区相应的中央子午线精度，建立一个具有于与本次工作坐标系统相同的坐标系统的项目文件。本次RTK测量的所有数据的存储、下载、编辑、处理都将这个项目文件中进行。

3.2对全区进行点校正

为了使RTK测量的碎部点具有较高的精度因此需要在项目文件中建立一套相应的全区控制点的高程和平面的点校正，具体方法为：先在该项目文件中输入控制点相应的WGS-84坐标及其大地高度，再输入控制点相应的北京54坐标及其高程，然后在点校正功能中添加控制点的对应的WGS-84坐标及高度，和北京54坐标及高程，进行平面和垂直的点校正，建立一套与测区实际地形相符的水平平差和垂直平差关系，来提高实时动态定位的精度。

3.3在控制点上架设基准站，流动站进行碎部测量根据控制点布设情况，将基准站架设在合适的控制点上，用TSCe手簿来启动基准站，基准站在接收到该点的卫星星历文件并进行处理后，通过与基准站相连的电台把信号发射出去，然后由流动站的天线接收，并与流动站本身自带的接收机接收到的卫星信号进行差分后处理，进行单点的实时动态定位测量。

4 地质勘探线施测方案

地质勘探线的测量采用RTK的点、线放样功能来完成，通过事先输入的剖面线端点坐标用RTK进行点放样，找到端点进行测量后再用直线放样功能对直线上的点进行放样，根据地形及地质需要在剖面线上定出地质点，剖面线上的点在实地钉木桩标定，木桩上应以红色油漆标有线号、点名，使其易于长期清晰保存，剖面线端点均应按规范要求进行埋石。

钻孔、槽探施测方案。钻孔、槽探的定点测量直接采用RTK的测量点功能来完成，直接使用流动站在待测点上施测，可直接获得测量点的三维坐标。

5 结束语

综上所述，GPS测量技术完全可以满足煤矿资源勘查的需要，测量精度达到规范要求。其优势在于，一方面各测量点间不需要通视，不仅快速、方便、不受地形限制，而且还省时、省力、提高了工作效率；另一方面由于基站和移动站间作用距离可达到10 km以上，保证了移动站所测各点几乎具有同等的精度，避免了全站仪测量中因不通视而频繁转站带来的误差积累。基准站的选择对于RTK测量非常重要，它将直接影响到流动站的施测精度和测量速度。而且还应根据测区的实际情况选择合适的坐标转换参数求解方法。参与坐标转换的已知点应在3个以上，且分布要均匀，做到在满足精度要求的情况下，尽可能地减少外业的工作强度。通过实际测量结果来看，GPS技术与常规测绘相比具有巨大的优越性。它操作简便，灵活方便，不但可以大幅度提高测量速度，而且能够大大减小作业人员的劳动强度。

参考文献

[1]李德仁.GPS用于摄影测量与遥感[M].北京：测绘出版社，1996.

[2]刘经南，陈俊勇.广域差分GPS原理和方法[M].北京：测绘出版社，1999.