王永忠
安徽省煤田地质局第二勘探队 241006
摘要：目前，随着经济的不断发展，煤田的开发呈现着不断扩大的趋势，而在煤田的开发中，地质勘探技术对其的影响可以说是至关重要的，煤田地质勘探技术的好坏直接或者间接影响着煤炭开采水平的高低，从而影响着整个煤田的发展。本文就GPS全站仪在煤田地质测量中的应用进行了分析，为煤田地质测量技术的提高提供参考。
关键词：煤田地质测量；GPS全站仪
全球定位系统（英语：Global Positioning System，通常简称GPS），又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。GPS起源于美国国防部，主要是靠24颗人造卫星发出的讯号，通过三角测量原理，对收讯者在地球上的位置进行计算。满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。本文对GPS在矿区的地质勘探工程测量中的控制应用进行了分析。
一、GPS-RTK技术的内涵及工作原理
1、GPS-RTK技术的内涵
GPS即全球定位系统，实现了能够在海陆空实施全方位的实时三维导航和定位，因此具有精度高、效率大、功能多、操作简便、应用广泛等诸多特点。常规的GPS测量方法有静态、快速静态、动态测量等，但是这些都需要在事后对其进行解算才能获得高精度的结果，而且对观测数据的正确与否没有办法进行实时的检核，由此就诞生了GPS-RTK技术。实时动态定位技术简称RTK技术，它是GPS测量技术的一个新突破，也是测量领域的一个新的里程碑。
2、GPS-RTK测量技术工作原理
GPS-RTK系统由基准站、流动站和通信系统组成。一个GPS-RTK系统至少需要两个GPS接收机分别作为基准站和流动站。GPS-RTK是根据载波相位原理获得的观测量为基础的实时差分GPS测量技术，在野外获取点位的水平精度可达到厘米级，其思想是把GPS接收机设立在基准站，用来观测可见GPS卫星，并借助无线电设备将观测到的数据实时传送到用户站。用户观测站的GPS接收机借助无线电设备接收基准站观测到的数据，然后实时计算整周未知数，并计算用户观测站的三维坐标及精度。基准站将接收到的所有卫星信号通过系统传送给流动站，流动站在接收卫星数据的同时，也接收基准站传来的卫星数据。流动站初始化完成后，把接收到的基准站信息传给控制器，并将基准站的载波观测信号与本身接收到的载波观测信号进行差分处理，即可实时求解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标、投影参数和转换参数，即可实时求得未知点坐标。
二、作业方法
1.控制测量
如果GPS在定位测量时采用的是静态相对定位高精度，呢么测量将不会受到天气等其他因素的影响。一般来说，要根据地形图进行选点布网工作，主要原则是方便观察以及日后使用，而且还要对定向方便相关问题进行综合考虑，因此，在实际的定位过程中，应该在距离控制点较近的范围内多添加几个定向点，这样就能方便在恶劣的情况下机型同时，能进行小范围的测量工作，但是在进行这项工作时，往往需要对距离较近的点进行同步观测，以获得整体平差，对提升整个网精度有重要意义。一般来说，目前采用较多的是图形扩展式的布网方式，这种方式的作业效率较高，图形强度也好。一般来说，在观测的时候，只做一次往测，并且保持在2公里范围内进行一次读数，并不需要对全站仪进行测角测边。
在对三维坐标进行测量时，如果水平距离<500m，则能达到精度<5cm的程度，所以，只要认真进行操作就能实现图根点的控制精度。进行地形图修测、地质点实测时可应用全
站仪检查定向点和测站点，但是在使用这一方法时应注意，测区内障碍较多时，将会造成GPS测站采集精度受损，基于此，最好采用全站仪进行数据的采集，或采用结合GPS和全站仪进行测定的方式，这样一来，就能发挥两种方式的优势，是测量结果达到最佳。
2.对少量地质点的定位
这项工作在测量人员与设备到位的情况下即可进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是如果观测点附近有两个控制点而且GPS按照电连式对控制点进行加密的情况下，就不能实现对数据的实时处理。所以，应该通过使用全站仪，并且使其架设在控制点上，并将两点之间的高度差以及间距测量出来，这样就能建立坐标系，能对待测点的坐标进行测定。当外业工作完成之后，就可以对所得数据进行处理，主要使用的是平差软件，经过处理，就能得到最终的控制成果，获得测点的平面二维坐标，再结合高差，就能求得高程。
3.实现测站改正
一般来说，在实际的工作中，定向点与站点的高程相差不大，因此，出现误差也难以发现，最终会导致系统错误。在实际过程中，一旦发现错误就能使用相关功能进行改正工作，但是在改正的过程中，应该注意将各站所测得点进行区分。将每一个站的数据作为一个改正单元逐一进行，这样能提高改正作业的效率，避免返工情况的出现，而且在改正的过程中还应该将方位角以及站点坐标等均进行改正。
三、GPS-RTK技术在地质勘查中的优缺点及相对应对措施
1、GPS-RTK技术在地质勘查中的优点。
（1）GPS-RTK技术需要较少的控制点数量和仪器搬站数量，从而使作业速度快、劳动强度低，工作效率高。
（2）GPS-RTK技术实现了厘米级的三维坐标，具有较高的精度，且得到的数据安全可靠。
（3）与传统的地质勘查工作相比，GPS-RTK技术对于环境条件要求低，只要接收卫星信号和电讯数据传输正常，就能够实现快速的定位。
（4）GPS-RTK技术具有强大的测量功能，其自动化和集成化程度高，无需人工干预便能够完成多种测量功能，这样就减少了人为误差，确保了工作精度。
（5）GPS-RTK技术操作简单，具有极强的数据处理能力，在工作过程中，只要在设站时进行简单的仪器操作，便能够实现测量结果和工程放样。
2、GPS-RTK技术在地质勘查中的缺点和相对应的措施。
虽然GPS-RTK技术具有许多优点，能够广泛应用于多种地质勘查工作中，但是毋庸置疑的是它也具有一些缺陷，其工作过程也会受到各种问题的限制。接下来，本文将根据GPS-RTK技术在地质勘查中的缺点相应的提出一些应对措施，如下：（1）GPS-RTK技术受到卫星图形的限制。由于受到卫星图形的限制，所以在一段时间内被卫星覆盖时容易产生假植。解决这种问题的办法主要是通过重测比较法来进行弥补，即在作业前先对1到2个已测的地点进行检核，确定是否产生假值。（2）GPS-RTK技术在地质勘查中会受到天空环境的影响。一般在中午时，RTK技术容易受到电离层的折射干扰，因此出现初始化时间长等问题，甚至无法进行初始化而无法进行测量。因此，通常情况下放弃在上午11点到下午2点之间进行作业。（3）RTK技术的数据链在传输时容易受到高频信号的干扰，这种情况主要出现在地形起伏较高的山区或是城镇楼房密集的地方。解决这种问题主要是通过将基准站设置在有效半径控制范围内的中央最高点，使其远离磁场较强的地方。（4）在测量时GPS-RTK技术进行高程转化容易产生异常。我国有些山区的高程异常图存在较大的误差，因而使得GPS在进行高程转换时相当困难，精度也不准确，因此对于这种情况，应该在作业时尽量多地测量精度可靠地高程，并适当的缩小作业面积，确保高程测量本身的观测质量。
四、结语
测量工作是地质勘探工程中的重要组成部分，关乎着地质勘探工程的质量。实践证明GPS-RTK测量技术给现代矿山测量带来了重大的技术手段变革，极大地方便了矿山测量工作者的日常工作，随着其技术的不断进步，必将给矿山测量带来更大的便利，其在矿山测量中的应用领域将更为广泛。
参考文献：
[1]GB/T18314-2009.全球定位系统（GPS）测量规范[s].北京：中华人民共各国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2009.
[2]郭鑫.GPSRTK技术在地质勘查中的应用[J].中华民居（下旬刊），2012，08：93.
[3]纪德生.GPSRTK测量技术在地质勘察中的应用实例[J].中华民居（下旬刊），2012，12：229-230.
[4]佟凯，李洪军.煤田地质勘探技术发展问题及趋势探讨[J].民营科技，2012（05）：13.
论文作者:王永忠
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/23
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