动态测量技术在矿建测量中的应用探讨

【摘要】1.1 监测区已有资料收集，主要包括文字资料、图件资料、数据库资料。 1.2 对矿区的矿山开采特点、固体废弃物的堆放情况、工作区的地质地貌特征进行实地考察。 1.3 选择合适的数据源...

【摘要】在全球定位系统（GPS）技术的飞速发展的大背景下，实时动态RTK（Real Time Kinematics）测量技术日益成熟。RTK技术因其作业效率高、定位精度高、操作简单、数据处理能力强等优点，在矿山测绘中的应用越来越广。本文主要探讨动态测量技术在矿建测量中的应用。

【关键词】动态测量；矿建测量；应用

地下开采是煤炭生产中最常见的形式，地下的煤炭被开采以后，在采空区上方的岩层和地表将产生移动和变形，地表的移动和变形将影响地面建筑物，使建筑物受到不同程度的影响，特别是综采放顶煤开采对地面建筑物的影响更加突出。为了避免矿山塌陷区内的建筑物遭受采动所造成的破坏，在采用合理的采矿方法和工艺外，还必须采取有效的保护措施加固现有建筑物，同时设计出结构更加合理的抗采动建筑物，为此需要对地下开采引发的建筑物变形规律和破坏机理进行研究，以下将主要说明动态测量技术在矿建测量中的应用。以下将结合

1 遥感动态监测技术路线

在RTK辅助下的矿产资源开采状况遥感动态监测，拟采用的技术路线为：

1.1 监测区已有资料收集，主要包括文字资料、图件资料、数据库资料。

1.2 对矿区的矿山开采特点、固体废弃物的堆放情况、工作区的地质地貌特征进行实地考察。

1.3 选择合适的数据源：包括卫星遥感数据(IKONOS、QUICKBIRD、SPOT、TM/ETM等)、航空遥感数据。综合考虑检测效果、数据价格，采用多时相与多源遥感数据。

1.4 采用有效的数据处理方法：根据不同数据源的特点，结合工作区矿山各种地物类型信息提取的需要，设计最佳的图像处理方案。遥感图像处理方法有图像预处理、图像增强处理、图像分类等。

1.5 相应的信息提取技术：选择合适的软件，采用计算机自动提取与目视解译相结合、室内解译与野外验证相结合的原则提取矿山开采信息。

1.6 在遥感图解的基础上，结合统计资料，得到矿区矿产资源开采状况纸质图和矿产资源动态变化图件。

1.7 基于RTK的计算机平台和相应的软件，建立数据库系统，为科学管理提供高质量的基础数据和决策支持。

2 RTK技术在矿建测量中存在的问题

通过实际的应用，发现RTK 技术在矿山测量中的一些问题：

2.1 由于各观测值都是独立观测的，因此，在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁后都要联测已知点进行比对才能检查仪器是否处于正常状态，观测的数据是否可靠。

2.2 在山谷深处或是密集高楼林立区等，RTK 技术的使用将受到限制。

2.3 有些地区的高程异常图，特别是山区，存在较大误差，个别地区甚至还是空白，这使得GPS 大地高转换为正常高程的工作变得相对困难，精度也不均匀。

2.4 由于卫星高度截止角大小不当，在测量过程中，有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长，甚至无法获取固定双差解。

2.5 外业作业时，需多块大容量电池供应才能保证连续作业，以保证效率。

3 动态测量技术在矿建测量中的有效应用

3.1 矿区控制网的建立和使用

常规控制测量要求控制点之间相互通视，作业工序复杂，而且精度不均匀，外业中也不知道测量成果的精度。而用GPS-RTK 技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度，这样可以大大提高作业效率。

在精度方面，根据文献中的记载，GPS―RTK 的精度完全满足矿区控制网的要求。测区内原有 BJ54 坐标系的 E 级控制点 2 个，根据工程需要在矿区均匀加密了 7 个控制点，根据平差成果统计，点位精度平面均高于2.2mm，高程均高于10mm，因此可以满足矿区加密施工控制网的精度要求。三个点采用 GPS 控制网基本覆盖整个矿区，施测精度也满足了整个矿区的工程测量需要。由以上试验可知，GPS―RTK 技术进行实时定位可达厘米级的精度。因此，GPS―RTK 技术运用于矿区的控制网布设，不但测量精度能够达到规范的要求，而且高效方便、省时省力。

3.2 求取坐标转换参数

为了使 GPS 接收机中原始大地经纬坐标系统转换为当地坐标系统，必须先计算出坐标转换参数，而求取坐标转换参数必须己知至少 3 个高精度控制点的当地坐标值 X、Y、H。根据已知控制点均匀分布在测区的原则，可在煤矿测区内根据具体情况均匀地选择 4- 5 个已知的静态 GPS 控制点，然后利用随机软件求出坐标转换参数。

3.3 矿区地面形变测量

动态 GPS- RTK 技术可用于测点的位移监测，矿区地面形变测量中关于地表下沉和平面点位的观测按照《煤矿测量规程》的规定，平面精度按点位精度小于 7cm 施测，高程精度按三等水准测量要求实测。据资料显示，RTK测量点位精度可达厘米级，测得的WGS- 84 高程转换为 1954 北京坐标系高程后也可满足矿区变形监测的要求。

3.4 矿区工程测量

矿区的工程测量工作一直是一项重要内容，也一直困扰着矿山工作者。因为，工作区域大多是山地和丘陵区，森林覆盖率高，国家控制点密度较稀，通视条件较差。因此常规测量手段在效率和精度上就很难满足矿区工程测量的要求，而 GPS- RTK技术除了上述应用外，还可用于矿区的很多其他工程测量，并能弥补常规测量在效率和精度上的不足。在矿区，GPS- RTK技术可用于动态测量矿区采煤地面沉陷积水面积，测绘矿区地形地貌图、纵、横断面图的测量以及钻孔的放样等。

4 结论

RTK 技术定位精度高且传点误差不累计、观测时间短、可实时提供三维坐标、操作方便。与常规方法相比，RTK 技术能够节约大量的测量标志建设、整修费用，大大提高工作效率，减轻劳动强度，给应用领域带来巨大的效益。虽然 RTK技术在实际应用中存在着一些技术限制，只要我们了解它的劣势所在，采用适当的解决办法，就能够把有益于实际生产的技术带到矿山测量的应用中来。通过不断优化作业方法，使 RTK技术的应用不断发扬光大。

参考文献

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[4]王刚，郭广礼，王磊. G PS―R T K 技术在矿区测量中的应用研究[J]. 煤矿现代化，2011，(1)：91- 92.

作者简介：

朱雁鸣，出生：1967年11月12日，籍贯：辽宁阜新，毕业院校：吉林大学 测绘工程本科，工作单位：沈阳地球物理勘察院，现认职务：测量工程师