浅述山区RTK测量定点放样工作

摘 要：本文通过山区RTK测量定点放样工作应用实例，论述其效果。实践表明该RTK技术在野外山区定点放样方面，操作简便、节约了施工周期取得了很好的经济效益。

关键词：山区；RTK；定点放样；经济效益

1 工程概述

八号井田位于乌苏县城西南50公里处，行政区划属乌苏县吉尔格勒特蒙古鄉管辖。矿区外部交通极为方便，西端乌苏煤矿和东端乌苏电场均有公路直达乌苏县城且与乌伊公路、北疆铁路相接，但测区内部山高谷深，通行困难。

本项目探查火烧区及采空区积水范围，为今后的工作面安全回采提供防治水工作方面的参考依据，前期为测量方样工作，面积0.407km2。

本次测量遵循的相关规范有：

①全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T 18314-2009）；

②全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范（CH/T 2009-2010）；

③测绘成果质量检查验收规定（GB/T 24356-2009）；

④《测绘技术总结编写规定》（CH/T1001-2005）；

平面坐标系统采用北京54坐标系。高程系统采用1956黄海高程系。投影方式采用高斯—克吕格投影（6°带第15带，中央子午线 87°）。

2 测量仪器

本次测量工作采用中海达HD-V8 CORS型网络GPS测量系统4台套。该仪器集全球定位系统、WAAS广域差分GPS、通信网络实时传送等特点于一体，是目前GPS领域最先进的技术设备之一。

HD- V8 CORS系统具有以下特点：

2.1 接收机技术参数

54通道接收，包括：14通道GPS L1+2通道SBAS，14通道GPS L2P（Y）码或L2C码；全视场跟踪C/A码、P码；VISION相关器，快速重捕获，保证卫星信号接收稳定；优越的长距离RTK解算能力；内置移动GPRS/联通CDMA网络通信部分；可选GPRS或CDMA通信服务。

2.2 测量精度

静态后处理精度：平面：±2.5mm+1ppm；高程：±5.0mm+1ppm

RTK定位精度：平面：±1cm+1ppm；高程：±2cm+1ppm

作用距离：静态≤80kmRTK极限30km常规10-15km

2.3 工作环境

防水、防尘、防振、等级：IP67；工作温度：-30℃～60℃；存储温度：-30℃～60℃

上述所有测量设备在生产前均进行了检效，各项技术指标满足生产要求。

3 作业方法

3.1 已有控制点的检验

根据矿区控制点的分布情况，对矿区控制点进行了检测，检测方法采用GPS动态观测，以“X01”“X05”点为固定点。观测仪器精度5mm+1ppm，对“X02”“X04”的坐标和高程进行了检测，检测比例100%，检测结果及精度符合技术要求之规定。

3.2 RTK控制点加密测量

根据电法勘探范围及勘探区地形情况，布设一级GPS加密控制网，采用RTK定位的方法对加密控制点进行测量。在测区地形空旷地势较高、符合基准站架设要求的地方架设基准站，与矿区已知点的距离，控制在3公里之内，联测矿区已知点，解算出两坐标系之间的转换参数，水平残差小于±2cm，垂直残差小于±3cm，为了提高加密点的精度，观测时间大于60s，采用不同时间段进行4次观测取平均值，RTK手薄精度指标预设为点位中误差1.5cm，高程中误差2cm，观测中，取平面和高程中误差均小于1cm时进行记录。RTK控制网图如图1所示：

图1 测区RTK控制网图

3.3 电法勘探线的放样

电法勘探线采用GPS-RTK的方法进行放样，具体方法如下：

①架设基站：首先将GPS基准站摆放在测区内任意一位置，对中整平，输入仪器高度，采集北京54坐标。

②设置参数：基准站架设好后，新建工程20140901BYG，设置中央子午线87°，携带GPS流动站到区内已知控制点上，输入天线高，对中整平，采集提供的已知点坐标，将采集的坐标进行水平坐标平差和高程垂直拟合平差，投影参数（高斯—克吕格投影）、转换参数（四参数），高程拟合参数（固定差改正）。求出国家54坐标系和所用坐标系间的转换参数。

③参数计算：设置完参数后，利用已知点“X05”“X01”进行参数解算。算得参数后，复测已知点“X02”进行检查，对比精度数据。

仪器设置好后将起点桩号和终点桩号坐标输入到流动站的手簿中，设置好放样间距20米，观测时至少同步观测5颗以上的分布良好的卫星，并在运动过程中保持连续跟踪，得到的实测坐标与设计坐标进行比较随时得到所在位置与放样点的偏距、方位及放样精度，满足要求时得到放样点。

高程点的采集在RTK放样的同时进行，测量过程中仪器对中杆气泡严格居中，测量时间2～4s，平面精度达到1～3cm，高程精度达到5～15cm。

4 成果质量说明和评价

4.1 质量控制措施

为了确保产品质量，在项目生产前对所有参加项目生产的作业人员均进行了岗前培训，并经考核合格后上岗；作业前对仪器设备进行了检校，对接收机的参数进行定期检查，符合精度指标的仪器方能投入生产；生产作业中严格执行测量相关技术标准。

4.2 具体实施方法

①重测比较法。

每日施工前、搬迁至新的参考站、接收机或电子手簿内的数据或参数更新时，次重新初始化成功后，先重测附近已测过的RTK点1-3个，并现场比较其成果，从而判断这次的初始化是否正确可靠。检查点与原测点的坐标互差限差在Δx≤0.15m；Δy≤0.15m；Δh≤0.2m时，确认初始化没有问题以后，才进行新的RTK观测。保证每条测线的均匀复测率应达到该测线物理点数的3%。

②达到的技术指标及精度统计。

本项目使用接收机4台套（含RTK功能）仪器进行动态测量，该型仪器标称精度为平面±1cm+1ppm，高程±2cm+1ppm。使用该型机符合规范中的要求， 观测方式采用的是RTK测量模式，完成1620个TEM测点的平面和高程测量，对TEM测点共实施检查测点约50个，检查率为3.1%。检查点以两次观测的平均值作为该点的测量成果。测点观测均方误差计算公式为：

ε=

式中：δ为第i点原始观测值与检查观测值之差；n为总检查点数。

表1 精度统计表

[点位误差

最大误差

最小误差

平均误差][线号/点号

7/32

13/30

32][误差值（m）

0.148

0.003

±0.75]

表2 相对于附近勘控点精度统计表

[类型

平面误差

高程误差

测线长度相对误差][误差值

≤0.16m

≤0.21m

≤1/16200][限差

≤0.5m

≤0.5m

≤1/1000]

由精度统计表可见，各项精度指标均符合技术要求的相应规定。

作者简介：林纲虎（1976-），男，助理工程师，2010年毕业于西安科技大学采矿工程专业，现任乌苏四棵树煤炭有限责任公司生技部主管，从事煤矿井下地测防治水专业工作。