浅析GPS-RTK技术在某煤田地震勘探中的应用

田林枫

摘要：随着全球定位系统（GPS）技术不断完善及计算计技术和相应科学的发展，GPS-RTK技术在测绘领域中不断扩展应用范围。本文从GPS-RTK技术的相关理论入手，依次介绍了GPS-RTK技术测量原理及应用特点；测区条件与任务、测量仪器设备及人员配置、GPS-RTK控制测量、定线测量。在论文的最后写出了GPS-RTK技术在煤田地地震勘探测量中的心得体会。

关键字：煤田，地震勘，GPS-RTK，控制测量，定线测量

Abstract:With the development of global positioning system (GPS) technology continues to improve and the computer technology and the development of science, GPS-RTK technology continues to expand the scope of application in the field of Surveying and mapping.

In this paper, starting from the relevant theory of GPS-RTK technology, introduces the measurement principle and application features of GPS-RTK technology; measurement conditions and tasks, measuring instruments and equipment and personnel allocation, GPS-RTK control survey,alignment measurement. At the end of the thesis to write the experience of GPS-RTK technology in Coal Seismic Prospecting Surveying experience.

Keywords:coalfield seismic prospecting, GPS-RTK, control survey, location survey

中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号:

引言

目前,实时动态测量技术(Real Time Kinematic,简称RTK)以其实时、高效、不受通视条件限制等优点, 已广泛应用于工程控制测量、像片控制测量、施工放样测量及地形碎部测量等诸多方面,倍受用户青睐。RTK技术的定位精度已能达到厘米级，完全可以满足一般工程测量的精度要求。

本文以某煤田地地震勘探中的测量工作为实例，介绍GPS-PTK技术在地震勘探中的应用。

1GPS-RTK技术原理及特点

GPS是全球定位系统（Global Position System）的简称，它是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统，具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能，能够提供精密的三维坐标、速度和时间，而且具有良好的抗干扰性和保密性。GPS由三部分组成：空间卫星、地面监控系统以及用户的卫星接收设备。

实时动态测量技术（Real Time Kinematic，RTK）也称为实时载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，能够在野外实时地提供测站点在指定坐标系中三维坐标定点结果，并达到厘米级的精度。

测量系统通过一台基准站和若干台移动站组成，基准站和移动站之间使用无线数据链进行连接。在RTK作业模式下，基准站通过无线电，将基准站接收机实时的观测数据（伪距观测值、相位观测值）及已知数据，传输给移动站的接收机。移动站通过无线电接收来自基准站的数据，并且采集GPS观测数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，通过坐标转换参数转换得出移动站每个点的平面坐标X、Y和高程H，实现高精度定位。

GPS-RTK技术特点明显，工作效率高、定位精度高、全天候作业、RTK测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强、操作简单，易于使用，数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便地与计算机、其他测量仪器通信。

2 测区条件与任务

2.1测区概况

此测区位于哈密市东南70km处，属哈密市管辖。矿井外部交通方便。

本区地形地貌为较为平缓的戈壁荒漠,无地表水体，气候干燥少雨，晴天多,光照丰富,年、日温差大，春季多风，冷暖多变，夏季酷热，蒸发强烈，秋季晴朗，降温迅速，冬季寒冷。

井田及其它周边20千米范围内无地表水系，也无其它地表水体，生态环境脆弱。

本区共布置三维勘探线束33束，设计满覆盖面积为13.88km2，一次覆盖面积为16.17km２，施工面积为17.68km２，总计物理点10606个。

2.2测区已有资料的利用

该区测量控制成果由哈密矿方提供GPS点19个（E级）。此成果为1980年北京坐标系，高程为1985年国家高程系。

通过控制点在设计图上展点、实地踏勘发现，控制点分布于本勘探区北部，其中H015、H016、H017、H018、H019等五个控制点在勘探区范围内可以利用，施工前应实地踏勘控制点点位，看是否保存完好。并在进一步检核后才可使用。

在以上五个控制点的基础上在测区南部再做加密控制2-3个控制点，采用静态GPS联测平差方法。

2.3测量仪器设备

本次共投入南方公司生产的灵锐S86型双频GPS（RTK）接收机5台/套（一拖四），戴尔笔记本电脑 2台、惠普1020打印机1台。

经签定，仪器各项指标符合规范要求，能满足本区GPS实时相位差分（RTK）的施测需要。

3 GPS-RTK控制测量

本工程采用GPS静态定位技术进行平面控制测量。

3.1 GPS控制网观测技术指标

卫星高度角：>150

数据采集间隔：20s

观测时间：≥45min

点位几何强度因子（GDOP）：≤6

观测时段：2

有效卫星总数：≥4

3.2 技术依据

1、GB/T 18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》

2、原煤炭部1987年颁布的《煤炭资源勘探工程测量规程》

3、MT/T 897-2000《煤炭煤层气地震勘探规范》

4、《某测区首采区三维地震勘探设计》

5、本测区《施工工程布置图》

6、《某测区一号井控制点成果表》

3.3坐标系统

1、平面坐标采用1980年西安坐标系，中央子午线93°，3°带高斯投影。

2、高程系统采用1985年国家高程基准。

4 定线测量

4.1测量设计要求

本次施工采用GPS实时差分(RTK)方法进行测线的布设。

炮点、检波点放样测量在E级GPS控制（首级控制）测量完成的基础上进行，测量时有效卫星观测个数必须在5个以上，其水平校正残差△S≤±0.03m，垂直校正残差△Z≤±0.02m。在个别隐蔽、卫星信号不易接收的地区可采用全站仪布设支导线点，但支导线总长不得超过1km，边长不得超过500m，测站不得超过3站，且最后一站必须要用其他已知点进行检查合格。