土方量实测技术在煤田灭火施工当中的应用探究

赵鑫亮

摘 要：煤田灭火施工中每隔一段时间需要进行一次土方量的实测，通过对比分析GPS-RTK与全站仪的在煤田灭火施工中土方量测量作业的优缺点，总结归纳出适合煤田灭火施工区域高效率、高精度的土方量测量方法。

关键词：土方测量；灭火施工；全站仪；工作原理

一、GPS-RTK实测与应用

（一）工作原理。GPS-RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体（称为流动站）上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，而流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（ΔX，ΔY，ΔZ）；基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点WGS84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x，y和正常高h。

（二）实际应用与优缺点

1.实际应用。利用GPS-RTK便携式测量，对煤田火区施工地带及土石剥挖地域进行3米等间距无缝测量，对地形复杂的沟、坎、渠、图、堆、坑进行加密测量特征点，并现场汇制草图。通过采集的数据构建DTM，形成测区的模拟数字模型。在模拟数字模型的基础上，根据高程计算具体填（挖）量。

2.优缺点。GPS-RTK土方量测量在煤田灭火治理当中有以下优缺点：

优点：（1）操作方便，对特殊地形地貌可以进行现场采点。（2）工作效率高，煤田火灾治理施工当中每月需对施工面进行一次土方量测量，利用GPS-RTK数据采集迅速的特点，可以大大的提高土方量测量工作效率。

缺点：（1）煤田火灾施工区域多分布在高山陡坡地带，地形条件复杂，有些施工地带地表温度较高，并伴有有毒有害气，测量实际操作人员很难进入现场进行数据采集。（2）灭火施工区域实际地形较为复杂，包含边坡、鱼鳞坑等特殊地形，GPS-RTK土方量测量当中对该区域的实际采集数据不能做到全覆盖，如果加大实测密度，会大大的增加实测时间，影响工作效率。

二、全站仪实测与应用

（一）工作原理。全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。

（二）实际应用与优缺点

1.实际应用。利用全站仪基站测量（包括有棱镜与无棱镜），对煤田火区施工地带及土石剥挖地域进行不定间距无棱镜覆盖测量，对地形复杂的沟、坎、渠、图、堆、坑进行有棱镜加密测量特征点，并现场汇制草图。通过采集的数据构建DTM，形成测区的模拟数字模型。在模拟数字模型的基础上，根据高程计算具体填（挖）量。

2.优缺点。方量测量在煤田灭火治理当中有以下优缺点：

（1）工作效率高，对于一般性地貌特征区域，采用全站仪无棱镜测量，单点采集速率较快。

（2）覆盖区域广，煤田灭火施工区域涵盖复杂的地形特征，全站仪采用无棱镜测量，可以针对施工区域的山坡、陡坎以及边缘危险地带试行全覆盖测量。

（3）数据准确度高，根据全站仪工作原理得知，煤田火区全站仪测土方采用在已知点上架设仪器，通过设定后视后在进行未知点测量，全站仪的高精度特征决定了测量的未知点数据的精确性。

缺点：

（1）通透性差，犹豫全站仪采用反射原理确定未知点信息，煤田灭火施工区域地貌及环境较为复杂，主体施工区域由于高温注水的原因造成地表有大量水蒸气赋存，全站仪棱镜测量时在一定时候由于水蒸气的阻碍，致使全站仪激光射线无法反射回接收机。

（2）操作不便，煤田灭火施工地带多在山岭陡壁地带，施工面基本上都是裸露不平的岩石，全站仪在架设基准站时，存在一定的风险，作业员在操作时由于全站仪架设的不牢靠，存在误碰到全站仪造成二次作业的隐患。

三、适用性分析

通过对比GPS-RTK测量技术与全站仪测量技术在煤田灭火施工土方量测量方面优缺点的对比，为了高效、准备的完成土方量测量作业，在一般平坦区域如覆盖地土方量剥挖、覆盖面平整等宜采用GPS-RTK测量，在施工面较为复杂，函边坡、陡坎、及深坑区域地带宜采用全站仪无棱镜测量。两种测量技术合理搭配，能够大大提高煤田灭火施工中的土方量测量效率。

参考文献：

[1]靳石民.关于GPS-RTK与全站仪在工程测量中配合使用的探讨[J].黑龙江科技信息，2012（23）.

[2]叶晓明，凌模.全站仪原理误差[M].武汉大学出版社，2004.

[3]李殷，朱益虎.DTM在土方计算中的应用[J].地礦测绘，2006（4）.

[4]朱顺平，薛英.无反射棱镜全站仪及其测试[J].测绘通报，2001，（3）：41-45[2]IEC60821-1，激光产品的安全性：第一部分.设备分类、要求和用户向导（IEC60825-1修订本A2）[S].

[5]代群峰.全站仪在横坪一级公路定测中的应用[J].山西建筑，2007，33（25）：358-359.

[6]夏广岭.全站仪坐标放样内外一体化的探索[J].北京工业职业技术学院，2007，6（2）：49-51