马学虎MA Xue-hu
（徐州矿务集团垞城煤业分公司，徐州221000）
摘要院随着我国综合实力日益增强，以及科学技术水平不断提高，煤矿测量技术在我国的作用越来越重要。煤矿检测技术能够为煤矿生产工程正常运行提供保障，为煤矿测量工程奠定坚实的基础。近几年来，随着全球定位系统（GPS）的快速发展，RTK 检测技术也在逐渐完善，在测量工程中的作用也是越来越显著。为了方便煤矿测量工程能够顺利开展，本文介绍了工程测量，对GPS（RTK）系统进行了研究，以便GPS（RTK）系统在测量工程中更好的应用。
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关键词 院测量工程；GPS；GPS（RTK）技术；煤矿
中图分类号院U412.24 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2015）27-0064-03
0 引言
煤矿是煤炭资源的源泉，对我国的发展有着重要的作用，所以必须重视煤矿的建设。测量是煤矿建设和生产最为重要的基础工作，测量工程的质量与煤炭资源的开发和利用有着密切的联系，对其非常重要，同时也保证了煤矿的安全生产。在改革开放之后，煤炭资源是我国发展的重要能源，相对应的煤矿企业发展非常迅速。这就使得煤矿项目在不断地增加，生产过程变得越来越复杂，给测量工作带来极大的不便，原有的测量方法已经无法满足新时期煤矿发展的要求，急需对测量进行改革。随着现代科技水平的提高，市场上涌现出大量的先进测量仪器，如：智能全站仪，GPS 等。煤矿企业开始高度重视测量工作在煤矿中的重要作用，逐步置换或淘汰落后仪器，来确保煤矿安全生产。
1 GPS 系统的介绍
1.1 应用GPS 系统是近些年来发展的科技产物，在我们生活中有着非常重要的作用，尤其是它的导航定位功能，极大方便了人们的出行。其系统由GPS 卫星星座、地面监控系统及GPS 信号接收机三大部分组成，每一部分都有着重要的作用。GPS 系统的导航定位功能是通过卫星信号实现的，精度非常高，有厘米、分米、亚米、毫米等多个层次的精确定位功能。除此之外，GPS 系统还可以用来测量速度、时间等。
1.2 特点GPS 系统比传统的测量好许多，与传统的测量方式相比，具有非常显著的特点。如，淤GPS 系统比传统的测量精确度要高，在300m 到1500m 的精密工程定位工作中，GPS 系统比传统测量的边长较差的为0.5mm，由此可见其精度的精确性；于GPS 系统能够提供三维坐标，传统的测量方法是分别测量平面与高程的，采用的方法也不相同，但GPS 系统可以直接进行三维测量，而且测量的精度也是非常高的；盂GPS 系统观测时间短，在动态相对定位的时候，每个流动站观测仅仅需要1-2s 的时间就可以完成，节约了大量的时间；榆GPS 系统操作简单，便于掌控，其自动化程度比较高，甚至有些功能已经无需人工操作；虞GPS 系统能全天作业，它不受地理、天气的影响，无论是在风雨天，还是在黑夜，GPS 系统都可在全天任何时间段工作，最适合的工作地点就是露天测量作业。
2 GPS渊RTK冤工作原理
2.员RTK 技术的原理RTK 在进行定位系统操作中依靠的也是是载波相位观测的方法进行工作，应用了GPS的定位原理。通过载波相位观测的实时动态定位技术将精确的定位观测结果数据传递给相关观测系统，观测系统不仅接受来自RTK 技术的观测数据信息，同样将GPS 定位观测数据一并收集，然后通过相关系统操作进行快速及时的分析处理。所谓的观测收集系统也就是观测基地流动站，它可以是静止的状态，也可以进行流动运行，但是不管是哪种状态，RTK 技术都可以实现精确的观测定位并进行数据传递要求。
RTK 技术的关键技术是对定位观测数据的传递与处理技术。在进行工程测量应用中，利用RTK 技术进行定位观测时要实现将定位观测的数据及时接受进行传输，传输的数据信息量非常多，而RTK 技术能很好的实现。
2.2 GPS（RTK）系统如图1 所示，该图是测量系统的各个组成部分，也是测量中最为重要的仪器。
RTK 定位系统的基本工作原理是：在基准站上安置一台GPS 接收机，对所有可见GPS 卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给流动站。流动站实时动态软件可以通过下列基本步骤和功能获得流动站的精确坐标：
淤利用三差模型求出流动站的初始坐标。
于利用OTF 方法动态解求模糊度。观测条件恶劣时具有模糊度重复性检核功能。
盂根据相对定位模型，实时解算流动站的WGS-84坐标。
榆根据给定的转换参数，进行坐标系统的转换。
虞测量结果的实时显示，坐标解算精度评定。
愚还应包括失锁后的重新动态初始化，选择不同的作业模式，定位、放样、导航等功能的选择和转换等。
3 GPS 在煤矿测量中的应用
GPS 全球定位系统可以提供全球统一的地心坐标，具有定位精度高、观测时间快、测站之间无需通视等特点，被广泛的应用于煤矿测量。首先，运用GPS 全球定位系统布设煤矿近井控制网，GPS 控制网宜以边连接为主，加以点连接相辅助；GPS 控制网的设计一般选用3 个约束点的近似长方形带状的煤矿区，两个约束点应该分布在带状煤矿区的两侧，一个约束点位于测量矿区的中心。其次，根据按照《全球GPS 定位系统测量规范》确定控制点并埋石，所选控制点要便于安装设备，位置开阔。再次，按照相关规范进行数据观测及采集。
3.1 掌握煤矿状况及测量程序
如图2 所示，该图是GPS 测量建立坐标所得，埋设标石为水泥柱，同时也方便保存。测量人员在测量之前必须要了解煤矿的基本状况，掌握煤矿的整体情况，以便进行后续测量工作，在发现突发情况之后可以及时应对。只有在了解并且掌握煤矿的整体情况之后，测量工作人员才可以选择更好的测量控制点，对煤矿进行科学、合理的测量，并且绘制矿井平面图。测量程序大体分为GPS 近井网的布设、选点及埋石、数据观测以及数据处理等四个步骤。
3.2 边坡、岩移观测
一般利用GPS 控制网来完成采场边坡的岩移监测工作，大都是因为要开采的地方已发生或可能发生地质灾害。因此对其位置、形成机制、安全状况及演化规律进行详细的测绘、实时监测、开展数据分析和研究等工作。通过建立GPS检测控制网，采取必要的检测措施，对整个滑体治理施工过程中进行跟踪检测，达到超前预测的目的。并通过监控滑体治理过程中和治理完成好后的稳定状况，制定出相应的防灾救灾对策，确保矿山的生产安全。
3.3 GPS 在某煤矿塌陷区测量中的应用实例根据GPS 测量系统的测量，得出表1、表2 数据。
根据上述测量结果可知3、8、9、10 四个点的误差比加大，主要是因为这四个点的周围有防护林遮挡，导致测量结果不是很准确，应该进行二次测量得出均值，其它的测量结果都符合测量的标准。
4 GPS 系统在煤矿工程测量的优点
与传统的全站仪测量相比，以及上方的几个方面的比较，GPS 系统有以下优点：淤测量用时短，这样不仅能缩短工作时间，还能减少人员消耗。于节省劳动力，它要比传统的测量仪器减少人员的使用，自动化是它的优点。盂减少矿区内控制点的密度。因为GPS 测量系统各站之间不需要通视，所以，可以大大减少设置矿区控制点的数量。榆传统的仪器出外业受制的条件多，所需要的人员消耗与支点各种仪器都很多。但是GPS 只需一个基准站。一个人就能完成。不用担心同伴的问题，互不干扰。虞从效益来说，传统的定位与施工放样，不仅仪器种类繁多、需要人员多，数据的测量精度还容易受施工作业的现场的影响。但是这些问题都不会出现在GPS 系统上。它定位精度高、全天候作业、观测时间短、其经济效益是不可估量的。
5 结束语
根据以上分析，使用GPS 系统，在测量精度上，非常利于煤矿测量工程的应用。GPS 系统全天候、速度快、效率高、节省劳动力的特点，非常适合露天矿各种测量工作的需要，尤其是验收测量工作，更为明显。而且GPS 是数据信息处理的自动化、智能化，能进一步提高测量作业效率，在煤矿测量工程应用中运用它是很有经济效益的。因此将来该技术在露天煤矿测量中一定能得到普及和应用。
