rtk定位技术在地表移动沉降观测中应用

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1、RTK定位技术在地表移动沉降观测中应用　　【摘要】皖煤集团钱营孜煤矿利用RTK技术配合常规仪器进行了地表沉降观测，介绍了RTK地方坐标系的建立、RTK平面测量的方案及实施、高程控制测量方案的制定及实施。对观测成果进行了分析，研究并总结了煤层开采状态下地表移动规律，此次地表沉降观测为“三下”采煤提供可靠的设计参数，并指导矿山安全生产，为开采沉陷监测提供了有力保证。【关键词】RTK；常规仪器；地表沉降观测；“三下采煤”钱营孜煤矿3212工作面。开采煤层为32煤层，位于矿井-650水平西一采区北翼，工作面机巷长2196m，标高在-650～-610m；风巷长2252m，标高在-6

2、30～-570m；两巷方位角339°；开切眼斜长200m，平距194m。工作面煤层平均倾角16°，煤层走向为NW。工作面上方地面属江淮平原，地势平坦；地面主要为农田，有纵横交错的灌溉沟渠；工作面上方村庄较多，主要涉及小许家、小李家、大岳家、钱营孜等几个自然村。1技术路线53212地表移动观测采用实际监测和理论研究相结合的研究手段，按照钱营孜矿井地质采矿条件和有关规程的要求，根据3212工作面的初采位置和停采位置、采空区上方地形条件以及便于控制点和监测点的长期保存及土地占用补偿费的使用等因素，在工作面上方地表大致沿煤层走向和倾向方向上设置2条相交的近主断面观测线；采用rtk

3、定位技术、全站仪测量系统和三、四等水准测量、等先进的测量技术和手段，按规定周期和观测精度进行观测站各监测点地表移动信息采集及数据处理。为矿井进行“三下”开采，保护煤柱的合理留设、村庄搬迁、建筑物损害治理、土地复垦及矿区生态环境恢复与重建提供科学依据和技术保证。2矿区地表移动监测网的建立3212工作面地表沉降观测站各监测点的平面位置采用RTK进行观测，监测点的高程以已知高级控制点为基准采用水准测量的形式进行观测，所选监测点位置均在工作面影响范围外。2.1RTK测区地方坐标系的建立GPS卫星星历是以WGS-84大地坐标系为根据而建立的，因此RTK使用的坐标系统是WGS-84坐

4、标系统，而我国目前使用的是1954年北京坐标系或19805年国家大地坐标系，因此RTK在使用前首先必须建立地方坐标系。此次RTK地方坐标系以矿区办公大楼顶上基1点作为中心，以工作面沉降影响范围外的矿区D级GPS控制点D088、D096、D075等6个控制点作为基准点，建立一个全矿区的地方坐标系。在建立地方坐标系的时候为了得到最佳转换参数，在进行基准点观测时采用三脚架进行严格对中，然后静止观测几分钟，通过对各基准点的精准观测得到最准确的数据然后和基准点已有数据进行校正拟合，最后可以得出最佳的转换参数，这样可以进一步提高RTK观测的精度。2.2高程基准点的选择3212工作面地

5、表沉降观测站各控制点及监测点的高程，以工作面影响范围外的矿区D级GPS控制点D079、D093、D083为基准，采用三、四等水准测量的形式按周期进行观测。2.33212工作面地表移动监测点的布设考虑到钱营孜矿井地质采矿条件、首采面（3212工作面）的初采位置（开切眼）和停采位置（收作线）、工作面上方地面的地形条件等，并顾及方便控制点和监测点的长期保存及土地占用等因素，该地表移动观测站由沿农村道路、田埂布设的两条相交的近主断面观测线组成。即沿走向主断面方向上设置一条半走向观测线；沿近倾向主断面方向的农村道路上设置一条倾向观测线。观测站共设置观测线控制点9个（K1-K9），监

6、测点87个（101-130、201-237、301-316），各监测点点间距平均为30-50m，两观测线总长度为3676m。2.3.1测点结构5观测线控制点和监测点均采用混凝土预制件。测点结构为正四棱台，顶面尺寸为200×200（mm），底面尺寸为300×300（mm），高500mm。点中心埋设一根长100mm，直径不小于12mm的钢筋，中心钻一个直径不大于2mm的园孔或刻一“十”字作为测点标志中心。2.3.2测点埋设观测线的控制点和监测点在实地采用RTKGPS进行点位测设。测设时主要考虑便于点位保存，一般将点位设置在农村道路或农田的田埂上。测点的埋设采用常规方法进行，埋

7、设时标石下部均用混凝土固结。33212工作面上方地表沉降的观测3.1观测站平面测量此次3212工作面观测站各控制点及监测点的平面位置采用RTK进行观测，所以无需按以往的步骤进行连接测量，直接进行测前、测后平面测量，进行观测站监测点三维地表移动信息的采集。根据《公路勘测规范》导线测量的技术要求和实际应用来看，RTK测量完全可以布设二级导线及其以下的各级控制测量起闭点，在平面上可以达到城市一、二级控制测量的成果精度，已经成为相当成熟的测量手段应用于城市测量、工程测量以及变形观测等领域。3.1.1RTK平面测量操作步骤此次RTK测量