煤礦資源勘探GPS技術運用思索

時間:2022-04-25 02:55:00

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煤礦資源勘探GPS技術運用思索

1引言

為了進一步開發(fā)哈密地區(qū)的煤炭資源,新疆哈密奧凱礦業(yè)有限公司以經(jīng)濟合同的形式委托我隊在哈密野馬泉煤田…井田開展煤礦資源勘查工作,目的是為了尋找有進一步勘探價值的煤炭基地,為該公司投資煤炭開發(fā)領域提供地質(zhì)依據(jù)。根據(jù)地質(zhì)勘探工作的需要,測量分隊將配合普查工作完成以下的測量工作:基礎控制測量,地形圖測量,地質(zhì)剖面線的定點定線測量,槽探、鉆孔測量等。根據(jù)需要在測區(qū)布設一級gps控制點2O個,1:5000地形圖測量16km,1:25000地形圖測量68km,地質(zhì)剖面線測量19條,總計64km,各類工程地質(zhì)勘探點100個。

2哈密地區(qū)已有成果成圖資料的分析

2.1平面控制資料

I等三角點韃子泉西北山位于測區(qū)內(nèi),II等三角點花石山,III等三角點砂石梁分別位于測區(qū)的西北角和東南角,離測區(qū)距離適中,位置合理。因此將三角點韃子泉西北山、花石山、砂石梁作為本次控制測量的起算點使用。上述成果資料均系1954北京坐標系,六度分帶坐標。其精度均滿足作為本次控制測量的起算數(shù)據(jù)的精度要求。

2.2高程控制資料

利用已知三角點的高程數(shù)據(jù)作為本次高程控制測量的起算依據(jù)。

2.3成圖資料

有國家總參測繪局1970年出版的1:50000彩色印刷地形圖,位于4幅1:50000圖接邊處,圖幅編號分別為1卜46—59一丙,11—46—59一丁,1卜46—7卜甲,11—46-71一乙。上述圖件可作為本次勘查工作基礎圖件。

3.勘查依據(jù)和儀器設備及軟件

3.1依據(jù)工程設計書。《地質(zhì)礦產(chǎn)勘察規(guī)范》GB/T18341—2001《全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范》GB/T18314—2001《1:5000、l:1000地形圖圖式》GB/T5791—86《l:25000、l:50000、1:100000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》GB/12341—90《1:5000、1:10000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》GB/T13977—92平面坐標系統(tǒng)采用1954年北京坐標系,高程系統(tǒng)采用1956年黃海高程系。三度分帶時,帶號為32,中央子午線經(jīng)度為96。;六度分帶時,帶號為l6,中央子午線經(jīng)度為93。

3.2儀器設備天寶5700RTK實時動態(tài)測量系統(tǒng)1套(1+3模式,1臺基準站,3臺流動站),天寶5700型雙頻GPS衛(wèi)星接收機4臺,徠卡TC一402型全站儀(2精度)1臺,GARMIN“奇遇”手持導航型GPS接受機2部,健伍TK一378型對講機4部,聯(lián)想昭陽VS0型便攜式計算機1部,卡西歐fx一4800p型可編程計算器4部。

3.3軟件天寶TGOGPS測量內(nèi)業(yè)解算軟件,徠卡測量辦公室軟件,南方平差易PA2002測量平差計算軟件,南方CASS5.1數(shù)字化成圖軟件。

3.4儀器檢定天寶5700型GPS接收機和徠卡TC一402型全站儀于2006年3月也經(jīng)過自治區(qū)測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督站鑒定合格,并且內(nèi)業(yè)計算處理所用測量軟件均為軟件經(jīng)銷商授權使用的正版軟件。

4.實施方案

4.1控制測量方案

4.1.1平面控制測量本次測量工作中平面控制測量可采用GPS觀測的方法進行,以總參測繪局所做的三角點一韃子泉西北山、花石山、砂石梁作為本次GPS觀測的起算點,使用4臺天寶5700型GPS接收機,采用邊連接的布網(wǎng)方式,使用快速靜態(tài)定位的觀測方法施測20個一級GPS控制點,在進行完野外觀測工作后,于室內(nèi)采用天寶TGO內(nèi)業(yè)解算軟件對觀測數(shù)據(jù)進行基線解算和平差處理。

4.1.2高程控制測量可采用GPS高程擬和方法進行高程測量,GPS高程擬和可以利用國家I等三角點“韃子泉西北山”和國家III等三角點“砂石梁”的高程作為起算高程來進行全區(qū)的高程擬和。高程坐標系統(tǒng)將采用1956年黃海高程系。

4.1.3選點埋石所有GPS點位均應遠離大功率無線電發(fā)射臺、微波站和高壓輸電線,其附近均無大面積水域等,為取得良好的觀測成果創(chuàng)造條件。整個測區(qū)共布設20個一級GPS控制點,埋石均嚴格按照《規(guī)范》和設計執(zhí)行,標石均應穩(wěn)固可靠(標石采用普通標石)易于點位長期保,編號為YMO1、YM02、……YM19、YM20。并應保證相鄰控制點間互相通視,為今后在測區(qū)內(nèi)進行的常規(guī)測量工作提供依據(jù)。

4.2地形圖測量方案

本次地形圖測量分為兩種不同比例尺,分別為1:5000和1:25000,均采用航空攝影測量成圖,具體方案如下:A.航測外業(yè)精度指標:平面控制相對最近等級點的平面位置中誤差和對大地點高程中誤差均嚴格按照相應規(guī)范要求執(zhí)行。B.航測外業(yè)像控點的布設:本測區(qū)呈傾斜條帶狀,采用航線網(wǎng)布點,平高點布設在測區(qū)南北邊線外,以控制測區(qū)實測面積為準,這樣就可更好地控制和提高地形圖的精度,像控點的選刺工作應嚴格按照GB/T13977—92《1:5000、1:10000地形圖航空攝影外業(yè)規(guī)范》和GB/12341-90《1:25000、1:50000、1:100000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》執(zhí)行,在外業(yè)刺點中按照一人刺點,一人檢查的規(guī)范要求進行刺點,以保證其可靠性。像控點必須目標清晰、易于判讀。刺點后應立即繪制點位略圖并經(jīng)第二人檢查,刺點者與檢查者均應簽名,像控盧的編號從PO1開始順延;不得有重號(詳見像控點布置圖)。C.像控點聯(lián)測一般采用RTK實時動態(tài)定位系統(tǒng)進行聯(lián)測。個別RTK信號不能很好到達的地方點可采用GPS測量聯(lián)測。D.航外像片調(diào)繪按照外業(yè)定性、內(nèi)業(yè)定位的原則進行,直接繪在每張調(diào)繪相片上。調(diào)繪判讀應準確,描繪清楚,圖式符號運用恰當,各種注記準確無誤,對地物地貌的取舍,以圖面允許負載量和保持實地特征為原則,調(diào)繪面積線的劃分應避免與線狀地物重合或分割居民地和獨立場地。自由邊調(diào)繪面積線用紅色。其余用藍色。調(diào)繪片繪制時采用藍、黑、棕、紅4色。大車路、電力線、標準圖示符號、地物注記、圖外說明用黑色;陡坎、沖溝等地貌用棕色;水系、人工渠、積水、湖泊用藍色;簡易符號、不依比例的房屋、地類界用紅色。為表示清晰,所有房屋及牧區(qū)的牲口圈均用紅色。沿道路兩側(cè)電力線離開道路中心線小于圖上5mm不表示。但應在分叉、轉(zhuǎn)折處應繪一段符號以示走向。測區(qū)內(nèi)通訊線只在地物稀少的山區(qū)有方位作用時才表示,其它地區(qū)不表示,地下光纜不表示。調(diào)繪地貌時一定要反映出地貌特征。土質(zhì)表示一定要清楚,符號配制要合理。地名和地理名稱的調(diào)查要真實,仔細、準確、無錯。

4.3勘探線定點定線測量及工程點測量

本次地質(zhì)勘探線的定點定線測量和各類地質(zhì)工程點的測量均采用使用了載波相位差分技術的RTK實時動態(tài)定位系統(tǒng)進行測量,其具體操作流程概述如下:

4.3.1建立相應的坐標系統(tǒng)在本次使用的TSCe測量電子手簿中建立新的項目文件,輸入本次測量工作要求的北京54坐標系的橢球參數(shù)和測區(qū)相應的中央子午線精度,建立一個具有于與本次工作坐標系統(tǒng)相同的坐標系統(tǒng)的項目文件。本次RTK測量的所有數(shù)據(jù)的存儲、下載、編輯、處理都將這個項目文件中進行。

4.3.2對全區(qū)進行點校正為了使RTK測量的碎部點具有較高的精度因此需要在項目文件中建立一套相應的全區(qū)控制點的高程和平面的點校正,具體方法為:先在該項目文件中輸入控制點相應的WGS一84坐標及其大地高度,再輸入控制點相應的北京54坐標及其高程,然后在點校正功能中添加控制點的對應的WGS-84坐標及高度,和北京54坐標及高程,進行平面和垂直的點校正,建立一套與測區(qū)實際地形相符的水平平差和垂直平差關系,來提高實時動態(tài)定位的精度。

4.3.3在控制點上架設基準站,流動站進行碎部測量根據(jù)控制點布設情況將基準站架設在合適的控制點上,用TSCe手簿來啟動基準站,基準站在接收到該點的衛(wèi)星星歷文件并進行處理后,通過與基準站相連的電臺把信號發(fā)射出去,然后由流動站的天線接收,并與流動站本身自帶的接收機接收到的衛(wèi)星信號進行差分后處理,進行單點的實時動態(tài)定位測量。RTK電臺輻射范圍較大,在一個控制點就可以進行周圍方圓5公里內(nèi)區(qū)域的碎部測量,在測區(qū)內(nèi)68平方千米的區(qū)域內(nèi),均勻地布設了20個控制點,完全可以滿足不同地形條件下的工作需要,同時也為今后該礦區(qū)進行建礦和一系列改擴建工程作了充分的基礎控制測量工作,為今后一系列常規(guī)的測量工作的進行打下良好的控制基礎。本次采用的是RTK“1+3”測量模式,即1臺基準站架設在控制點上,3臺流動站分別由3組測量人員使用。采用TSCe手簿的點、線的放樣功能,即先在TSCe手簿中輸入要放樣的點、線的坐標數(shù)據(jù),然后流動站就使用TSCe手簿的點、線的放樣功能,對要放樣的點、線坐標進行自動導航,測量人員根據(jù)手簿上導航方向箭頭的指引直接到達該點位,即可對該點位進行測量。

4.4地質(zhì)勘探線施測方案

地質(zhì)勘探線的測量采用RTK的點、線放樣功能來完成,通過事先輸入的剖面線端點坐標用RTK進行點放樣,找到端點進行測量后再用直線放樣功能對直線』二的點進行放樣,根據(jù)地形及地質(zhì)需要在剖面線上定出地質(zhì)點,剖面線上的點在實地釘木樁標定,木樁上應以紅色油漆標有線號、點名,使其易于長期清晰保存,剖面線端點均應按規(guī)范要求進行埋石。

4.5鉆孔、槽探施測方案

鉆孔、槽探的定點測量直接采用RTK的測量點功能來完成,直接使用流動站在待測點上施測,可直接獲得測量點的三維坐標。

5結束語

綜上所述,GPS測量技術完全可以滿足煤礦資源勘查的需要,測量精度達到規(guī)范要求。其優(yōu)勢在于,一方面各測量點問不需要通視,不僅快速、方便、不受地形限制,而且還省時、省力、提高了工作效率;另一方面由于基站和移動站間作用距離可達到10km以上,保證了移動站所測各點幾乎具有同等的精度,避免了全站儀測量中因不通視而頻繁轉(zhuǎn)站帶來的誤差積累。基準站的選擇對于RTK測量非常重要,它將直接影響到流動站的施測精度和測量速度。而且還應根據(jù)測區(qū)的實際情況選擇合適的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)求解方法。參與坐標轉(zhuǎn)換的已知點應在3個以上,且分布要均勻,做到在滿足精度要求的情況下,盡可能地減少外業(yè)的工作強度。通過實際測量結果來看,GPS技術與常規(guī)測繪相比具有巨大的優(yōu)越性。它操作簡便,靈活方便,不但可以大幅度提高測量速度,而且能夠大大減小作業(yè)人員的勞動強度。