淺析GPS—RTK測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘察測(cè)繪中的應(yīng)用

摘 要：在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景之下，每一個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域當(dāng)中都會(huì)涌現(xiàn)出一些先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，而地質(zhì)勘探領(lǐng)域同樣也不例外。隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地質(zhì)勘探工作當(dāng)中也通常會(huì)應(yīng)用一些先進(jìn)的勘察技術(shù)等，這樣可以有效的提高現(xiàn)代地質(zhì)勘探工作的效率和質(zhì)量。而目前很多地質(zhì)勘察測(cè)繪工作當(dāng)中，通常會(huì)應(yīng)用到GPS-RTK的測(cè)繪技術(shù)。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；測(cè)繪技術(shù)；地質(zhì)勘察測(cè)繪；應(yīng)用

引言

在測(cè)繪工作中，GPS-RTK定位方法得到廣泛的應(yīng)用，它擁有效率、精度高，自動(dòng)化程度高，誤差小，測(cè)繪成果的統(tǒng)一、簡(jiǎn)單，全天候測(cè)試設(shè)施等優(yōu)點(diǎn)，在地質(zhì)工程勘察被廣泛使用。

RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）測(cè)量技術(shù)被稱(chēng)為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，是GPS（全球PositioningSystem）測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的組合。RTK系統(tǒng)包括三個(gè)部分：基站，移動(dòng)站，數(shù)據(jù)鏈路。它是基于載波相位測(cè)量值，基站對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星（4個(gè)或更多）不間斷的觀察，并通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路觀察，與移動(dòng)臺(tái)的GPS接收機(jī)，移動(dòng)站接收這些信息，同時(shí)還收集GPS數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)中的組合物中實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給予厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)小于1秒。

1 GPS-RTK技術(shù)基礎(chǔ)

GPS-RTKGPS測(cè)量系統(tǒng)是測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成的，基于實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)的系統(tǒng)，基于載波相位測(cè)量值的組合。它被放置在一個(gè)雙頻GPS接收器的基站中，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，結(jié)果信息和基準(zhǔn)站自身經(jīng)由無(wú)線電傳輸實(shí)時(shí)信息發(fā)送。在流動(dòng)站，除了用于接收衛(wèi)星信號(hào)，并且還通過(guò)儀器接收從基站發(fā)送的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)嵌入式軟件解決方案的GPS接收機(jī)計(jì)算出的三維坐標(biāo)信息和該信息的準(zhǔn)確性。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 概述調(diào)查區(qū)域

地質(zhì)勘查項(xiàng)目區(qū)的詳細(xì)調(diào)查為1.1平方公里。交通十分便利，礦井、礦場(chǎng)位于一座山的中間，山屬于低山。海拔最高的是礦區(qū)海拔，河床海拔高190米?！癡”形谷的發(fā)展，為構(gòu)造侵蝕地形。采礦地形復(fù)雜，超過(guò)25度的地面坡度，是一個(gè)大山覆蓋著高大的竹林部門(mén)。

2.2 控制點(diǎn)測(cè)量

周?chē)褂肈001，D002和XTL-2三個(gè)控制點(diǎn)。GPS點(diǎn)埋設(shè)在地雷的區(qū)域之外?；驹O(shè)置在一個(gè)已知點(diǎn)D002，每個(gè)控制點(diǎn)的大地坐標(biāo)系WGS84高的國(guó)家的測(cè)量，通過(guò)一個(gè)已知點(diǎn)D001，D002，計(jì)算解決方案XTL-2點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)，礦山加密解決方案，從而計(jì)算控制點(diǎn)X01，X02...X14的坐標(biāo)。嚴(yán)格按照“地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量規(guī)范”（ZBD10001-89）的調(diào)查工作進(jìn)行了工作做法，結(jié)果符合精度指標(biāo)。

2.3 地質(zhì)測(cè)量

地質(zhì)點(diǎn)確定挖溝端點(diǎn)測(cè)量采用地質(zhì)人員用的計(jì)量原則。嚴(yán)格按照最初測(cè)試，重新測(cè)試，最終測(cè)試三種工作程序放樣。按照勘察設(shè)計(jì)坐標(biāo)中給定的兩個(gè)點(diǎn)作為圖根點(diǎn)，為了建立總臺(tái)控制隧道的控制方向和深度坑道口測(cè)量。

2.4 工作統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性

當(dāng)操作時(shí)，檢測(cè)精度采用下列三種方法：（1）設(shè)置在已知點(diǎn)的移動(dòng)站，收集數(shù)據(jù)，比較與檢測(cè)到的三個(gè)點(diǎn)的正確的坐標(biāo)獲得的值；（2）不同時(shí)間點(diǎn)重復(fù)的測(cè)量特征點(diǎn)，比較差異，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)；（3）然后使用索佳SET530全站儀和尺跨度檢測(cè)高度和兩相鄰地形點(diǎn)之間的距離，檢測(cè)到32個(gè)點(diǎn)。三種方法來(lái)檢測(cè)積累的總工作統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，滿足工程精度要求。

3 應(yīng)用體會(huì)

3.1 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1.1 經(jīng)營(yíng)效率

在多山的地形，高質(zhì)量的RTK站一旦完成調(diào)查面積測(cè)量半徑2公里，減少了控制點(diǎn)的傳統(tǒng)要求的測(cè)量數(shù)量和測(cè)量?jī)x器“移動(dòng)工作站”號(hào)，這是一個(gè)小的坐標(biāo)幾秒鐘，一般電磁環(huán)境，運(yùn)行速度快，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)約了業(yè)內(nèi)外的成本，提高了勞動(dòng)效率。

3.1.2 高精度定位數(shù)據(jù)的安全可靠，無(wú)誤差積累

基本工作條件，只要GPS-RTK，在一定半徑范圍內(nèi)，平精度和GPS-RTK的高程達(dá)到厘米級(jí)精度。

3.1.3 降低了所需的操作條件

GPS-RTK技術(shù)不能滿足的光學(xué)視線的要求兩點(diǎn)之間，只有符合要求的“電磁波通過(guò)視覺(jué)?！币虼耍c傳統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果相比，GPS-RTK技術(shù)是通過(guò)視覺(jué)條件下，能見(jiàn)度，天氣，季節(jié)等因素的影響的保護(hù)和限制較小，在傳統(tǒng)的測(cè)量似乎是因?yàn)樗斐傻睦щy通地形，地形障礙復(fù)雜，因?yàn)樵摰貐^(qū)只是滿足基本工作條件的GPS-RTK技術(shù)，它可以很容易地快速高精度定位業(yè)務(wù)。

3.1.4 GPS-RTK作業(yè)自動(dòng)化，集成化，測(cè)繪和強(qiáng)大程度高

GPS-RTK技術(shù)能力的各種內(nèi)部映射，現(xiàn)場(chǎng)，流動(dòng)站使用內(nèi)置的軟件控制系統(tǒng)，無(wú)需人工干預(yù)，可自動(dòng)完成各種繪圖功能，輔助測(cè)量大大降低，減少人為誤差，保證了作業(yè)的準(zhǔn)確性。

3.1.5 操作簡(jiǎn)單，使用方便，高數(shù)據(jù)處理能力

在車(chē)站只是一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)置，得到的坐標(biāo)或坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果放樣。數(shù)據(jù)輸入，存儲(chǔ)，處理，轉(zhuǎn)換和輸出能力，與計(jì)算機(jī)的其他測(cè)量?jī)x器快速，方便地溝通。

3.2 GPS-RTK測(cè)量的缺點(diǎn)和解決方案

3.2.1 受衛(wèi)星狀況的限制。在一定時(shí)間內(nèi)仍沒(méi)有得到很好的覆蓋的衛(wèi)星，容易發(fā)生假。深山峽谷，茂密的森林，城市高樓密集區(qū)，衛(wèi)星信號(hào)被阻斷時(shí)間較長(zhǎng)，因此這一天的工作時(shí)間可能會(huì)受到限制。使用GPS-RTK1值測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量控制方法的問(wèn)題可以發(fā)現(xiàn)，工作時(shí)間可以限制在選擇工作時(shí)間來(lái)解決。

3.2.2 天空環(huán)境

當(dāng)天中午時(shí)間，通過(guò)電離層的干擾，共享更少的衛(wèi)星，經(jīng)常接受小于5或更多的衛(wèi)星，它初始化時(shí)間長(zhǎng)甚至不能連接的衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，它不能被測(cè)量。在磨礦勘探區(qū)域，進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行GPS-RTK測(cè)量在相同的條件下，同一地點(diǎn)，11：00后至15：00前，準(zhǔn)確，快速的GPS-RTK測(cè)量，12：00左右，難在GPS-RTK測(cè)量，顯示選擇經(jīng)營(yíng)期限的重要性。

3.2.3 數(shù)據(jù)鏈路傳輸?shù)母蓴_和限制半徑比標(biāo)稱(chēng)距離的問(wèn)題較小

GPS-RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸（通常是用無(wú)線電信號(hào)），很容易受到干擾，高大山體障礙物如高大建筑物和各種高頻信號(hào)源，衰減在傳輸過(guò)程中嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了外面的準(zhǔn)確性和操作半徑業(yè)。另外，當(dāng)超過(guò)一定距離的GPS-RTK半徑（以磨礦勘探區(qū)域，海達(dá)V8GNSSGPS-RTK作業(yè)半徑一般為2公里），測(cè)量誤差可能會(huì)溢出。因此，GPS-RTK操作的實(shí)際有效半徑比其標(biāo)稱(chēng)半徑要小得多。有效的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題就是要立足奠定了在最高點(diǎn)的測(cè)區(qū)的中心。

3.2.4 初始化該問(wèn)題所需要的時(shí)間

在山區(qū)，一般的森林，密集城區(qū)，地板等操作，GPS衛(wèi)星信號(hào)被阻擋更多的機(jī)會(huì)，容易造成失鎖，使用GPS-RTK作業(yè)時(shí)有時(shí)需要經(jīng)常重新初始化。準(zhǔn)確性和這項(xiàng)措施的效率會(huì)受到影響。唯一的解決這個(gè)問(wèn)題的初始化選擇能力，需要很短的GPS-RTK模式的時(shí)間。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，地質(zhì)勘察測(cè)量技術(shù)的要求也更加嚴(yán)格，其目的是制定切實(shí)可行的的解決方案，確保地勘測(cè)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和用戶(hù)要求，并獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。盡管廣泛使用的GPS-RTK技術(shù)，在一個(gè)大變革的制作方法地質(zhì)勘探工作的測(cè)量，操作的傳統(tǒng)觀念要更新，促進(jìn)地質(zhì)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

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