GPS_RTK技术在煤矿盘煤工作中的应用

摘要：介绍GPS_RTK技术在煤矿企业盘煤工作中的应用，分析了这一技术在测量煤堆土方量方面的优势以及应该注意的问题。

关键词：GPS_RTK、煤堆、土方量

Abstract: this paper introduces the GPS_RTK technology in coal mine enterprise plate of the application of coal, the paper analyses the technology in the measurement TuFangLiang coal advantages of and should be paid attention to.

Key words: GPS_RTK, coal, TuFangLiang

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

引言

随着国家经济的发展，对于能源的需求量也日益递增，这就要求国家能源产业要紧跟发展步伐，在保证安全环保的前提下积极努力提高能源产量。煤矿企业作为国家发展的支柱产业，关系到整个国家民族经济的有力助推，在国民经济中占有重要的地位。因此，在采煤技术提高的同时，涌现出了很多的大型生产矿井，年产量均超过百万吨以上。这些大型矿井基本上都有专门堆放用的煤场，这就要求煤矿企业测量人员需要通过测量技术将煤堆的堆存量盘算出来，统计后上报企业，以便企业实时了解煤炭产量，并制定下一步的生产计划。

GPS_RTK技术

常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑。RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。

RTK在实际盘煤工作中的应用

以国投新集某矿为例，该矿年产量500万吨，堆煤场面积21850m³。使用的GPS设备为Leica-GNSS 1+2模式，该设备集成了主机、天线、电源、RTK数据链电台，并利用蓝牙技术在接受机主机和手簿之间进行数据交换，是完全无线、一体化的GPS接收机，给外业测量带来了极大地方便。该设备RTK测量精度，平面：10mm+1ppm；高程：15mm+1ppm，完全满足土方量测算的要求。整个作业流程如下：

前期准备，根据矿井区域地面测量控制网资料，以一个坐标高程已知点架设一台基准站，再对GPS流动站进行投影坐标系统，并单独建立作业文件夹。

现场测量，为加快作业进度，配置2台GPS流动站分别进行作业操作。为保证测算的数据质量，要求流动站尽可能多的采集煤堆特征点，并按序号依次采集输入电子手簿。

外业测量作业完成后，将RTK数据下载至电脑中，并按照必要的要求进行编辑处理，利用CASS处理软件的DTM模型计算法对数据进行计算。DTM模型计算土方量是根据实测的地面坐标（X、Y、Z）和设计基准高程，通过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量，最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量，并绘出填挖方分界线。

由计算数据可以看出，所测RTK点距离基准点最远为1Km，所以RTK点的平面精度均高于11mm，高程精度均高于16mm,满足土方量精度要求。

需要注意的问题

利用GPS_RTK技术测算煤堆，需要注意以下几点问题：

流动站的参数设置一定要与基准站的设置一致，特别是电台的通道，要用同一通道，否则无法接收信息，本次1+2测量模式2个流动站的设置尤其要注意这点。

由于接收机为一体机，主机与手簿之间的信息交换通过蓝牙来实现的，每次手簿设置参数与原来的连接断开时，都要重新寻找蓝牙设备与之建立连接，每个手簿一定要选择和自己相应的接收机，否则可能产生矛盾，尤其是几个主机在一起时，容易出现混乱。

如果煤场局部区域因建筑物或其他阻碍物遮挡无信号，此时的坐标无法现场采集，可以在附近不远处采集与之等高的点，单独手写记录下来，内业处理时利用内插的方法增加相应位置的坐标点，这样做对土方的测量精度影响不大。

结语

通过整个测量过程可以看出，外业使用GPS_RTK 1+2的模式，内业采用CASS软件的DTM模型计算法对数据进行计算，作业效率显著提高，并降低了劳动强度，整个煤堆土方量测算可以在半天时间内完成。直接采集地形特征点来计算土方量，RTK优势非常明显，但是如果现场遮挡物较多，卫星和电台通信信号不佳的地方，RTK还是有所局限，此时可以通过全站仪的配合使用，取长补短，达到最好的技术效果。

参考文献

李青岳、陈永奇。工程测量学[M]。北京：测绘出版社，1993

高华峰、张海春。RTK技术结合全站仪在土地平整测量中的应用[J]。四川建筑，2007

林观土。不同土方测量方法的比较与评价[J]。广东农业科学，2007