淺談gps-rtk技術(shù)在某煤田地震勘探中的應(yīng)用

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1、淺談GPS-RTK技術(shù)在某煤田地震勘探中的應(yīng)用楊靜（安徽省宿州學(xué)院10測(cè)繪工程專升本班，安徽宿州234000）摘要以河北范縣白衣閣煤田地質(zhì)勘探中的測(cè)量工作為例，介紹GPS-RTK技術(shù)在地震勘探中的應(yīng)用，結(jié)論認(rèn)為GPS-RTK技術(shù)非常適合煤田地震勘探等大規(guī)模的物探測(cè)量。關(guān)鍵詞煤田地震勘探GPS-RTK控制測(cè)量二維放線炮點(diǎn)放樣隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)不斷完善及計(jì)算機(jī)技術(shù)和相應(yīng)科學(xué)的發(fā)展，GPS-RTK技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域中不斷擴(kuò)展應(yīng)用范圍。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以河北范縣白衣閣煤田地質(zhì)勘探中的測(cè)量工作為例，介紹GPS-RTK技術(shù)在地震勘探中的應(yīng)用。1GPS-RTK技術(shù)測(cè)量原理及應(yīng)用特點(diǎn)GPS技術(shù)的出現(xiàn)

2、，對(duì)測(cè)繪界來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一場(chǎng)技術(shù)革命，特別是GPS-RTK技術(shù)在測(cè)量中的應(yīng)用，使測(cè)量方法發(fā)生了質(zhì)的變化，真正實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的單兵作業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。RTK（RealTimeKinematic）技術(shù)，即載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法，能夠在野外實(shí)時(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中三維坐標(biāo)定點(diǎn)結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)的精度，所需時(shí)間僅僅幾秒鐘。RTK分為基準(zhǔn)站和移動(dòng)站，在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)無(wú)線電，將基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)（偽距觀測(cè)值、相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)，傳輸給移動(dòng)站的接收機(jī)。移動(dòng)站通過(guò)無(wú)線電接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，并且采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)

3、處理，通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出移動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)X、Y和高程H。其計(jì)算方程式為：Rj0+λ(Njp0–Nj0)+λ(Njp–Nj)+φjp–φj0=[(Xj-Xp)2+(Yj–Yp)2+(Zj-Zp)2]1/2+Δdρ式中，Rj0為衛(wèi)星到基準(zhǔn)站的真正距離，Njp0表示用戶接收機(jī)起始相位模糊度，Nj0為基準(zhǔn)點(diǎn)接收機(jī)起始相位模糊度，Njp為用戶接收機(jī)起始?xì)v元至觀測(cè)歷元相位整周數(shù)，Nj為基準(zhǔn)點(diǎn)接收機(jī)起始?xì)v元至觀測(cè)歷元相位整周數(shù)，φjp為用戶接收機(jī)測(cè)量相位的小數(shù)部分，φj0為基準(zhǔn)點(diǎn)接收機(jī)測(cè)量相位的小數(shù)部分，（Xp,Yp,Zp）為經(jīng)過(guò)改正后的移動(dòng)站坐標(biāo)，（Xj,Yj,Zj）為各衛(wèi)星的地心坐標(biāo)，Δd

4、ρ為同一觀測(cè)歷元各項(xiàng)殘差。載波相位差分方法分為兩類：一類是修正法，另一類是差分法。所謂修正法，即將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接受到的載波相位，再求解坐標(biāo)。所謂差分法即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)?？梢娦拚▽儆跍?zhǔn)RTK，差分法為真正RTK。2測(cè)區(qū)條件與任務(wù)2.1工程概況本次煤預(yù)查工作區(qū)是在2006年度白衣閣煤預(yù)查區(qū)的基礎(chǔ)上，向北擴(kuò)至楊莊、南王莊一線，向西擴(kuò)至白衣閣、齊馬廠一線，擴(kuò)展后的普查區(qū)行政區(qū)劃屬于范縣白衣閣鄉(xiāng)、楊集鄉(xiāng)及龍王莊鄉(xiāng)，工區(qū)呈不規(guī)則形，南北長(zhǎng)約15.9千米、東西寬約11.4千米，面積約135.40平方千米，其中新擴(kuò)面積約90.9平方千米。具

5、體部署圖見圖1。圖1白衣閣(續(xù)作)工作部署圖注：圖中紅色等高線為煤底板等高線。因原地震主測(cè)線與地層走向及主構(gòu)造線方向夾角較小，所以本次地震測(cè)線布置調(diào)整為原地震聯(lián)絡(luò)方向變?yōu)榈卣鹬鳒y(cè)線方向，具體是：向北延長(zhǎng)DL1聯(lián)絡(luò)線布置DZ16主測(cè)線，測(cè)線北端要以控制白衣閣斷裂（F10）為準(zhǔn)，測(cè)線長(zhǎng)6500米，物理點(diǎn)325個(gè)；DZ16向西2.5千米間距平行布置DZ21主測(cè)線，測(cè)線長(zhǎng)11250米，物理點(diǎn)563個(gè)；平行DL15測(cè)線向北約3.3千米處布置聯(lián)絡(luò)線DL13，測(cè)線長(zhǎng)3150米，158個(gè)物理點(diǎn)；延長(zhǎng)DZ1測(cè)線向西布置聯(lián)絡(luò)線DL18，以控制白衣閣斷裂為準(zhǔn)，測(cè)線長(zhǎng)4680米，計(jì)234個(gè)物理點(diǎn)。全區(qū)共布置主測(cè)線2條

6、，聯(lián)絡(luò)線2條，測(cè)線總長(zhǎng)度25580米，物理點(diǎn)1280個(gè)（表1）表1白衣閣煤預(yù)查區(qū)設(shè)計(jì)地震工作量一覽表地震線號(hào)長(zhǎng)度(m)物理點(diǎn)數(shù)備注DZ166500325南端點(diǎn)與DL1相接DZ2111250563DL133150158DL184680234東端點(diǎn)與DZ1相接合計(jì)2558012802.2工作區(qū)已有資料工作區(qū)已有國(guó)家GPS控制點(diǎn)三個(gè)，分別是DJ142（D級(jí)）、DJ140（D級(jí)）、DJ136（D級(jí)）（見圖1，見表2）。保存完好，質(zhì)量可靠，可作為本次測(cè)量工作的平面及高程起算數(shù)據(jù)。坐標(biāo)采用1954年北京坐標(biāo)系，高程采用1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)，中央子午線為117度，按6度帶投影。我單位自制白衣閣1:2500

7、0工作部署圖一份。表2E級(jí)GPS網(wǎng)起算數(shù)據(jù)點(diǎn)名稱X(m)Y(m)H(m)備注DJ1363966089.50520365913.31545.338D級(jí)DJ1403973078.23520364434.43446.211D級(jí)DJ1423969302.59620359195.58846.843D級(jí)注：此國(guó)家GPS控制點(diǎn)由河南省范縣國(guó)土局提供。2.3儀器設(shè)備美國(guó)產(chǎn)三臺(tái)Trimble(天寶)5800和一臺(tái)T