關(guān)于GPS RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用

■張 曦 ■重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 永川 402160

引言

GPS即全球定位系統(tǒng)，是現(xiàn)代科技高度發(fā)展的結(jié)晶，其工作原理為通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位功能［1］。當(dāng)前，GPS技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到航天、交通、地質(zhì)測(cè)量等眾多領(lǐng)域。在礦區(qū)工程測(cè)量中，GPS技術(shù)可對(duì)地質(zhì)地貌進(jìn)行勘測(cè)和定位，實(shí)時(shí)、方便、快捷。RTK也被稱(chēng)為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衛(wèi)星全球定位技術(shù)，該系統(tǒng)一般由一臺(tái)基準(zhǔn)站和多個(gè)移動(dòng)基站組成，通過(guò)載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，可以將野外地質(zhì)的測(cè)量精度提升至厘米級(jí)，能夠大大優(yōu)化礦區(qū)工程測(cè)量的速度和質(zhì)量。

1 GPS RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用

1.1 GPS技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，由于作業(yè)環(huán)境限制，人工測(cè)量可行度不高且難度較大。鑒于礦區(qū)工程強(qiáng)度大、效率低、周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，先進(jìn)設(shè)備、儀器的輔助作業(yè)就必不可少。在傳統(tǒng)礦區(qū)工程測(cè)量中，電子全站儀的使用相對(duì)較為廣泛，卻依然很難達(dá)到礦區(qū)工程測(cè)量的強(qiáng)度需求。因此，更加高新的設(shè)備、儀器、技術(shù)的投入已經(jīng)成為礦區(qū)工程測(cè)量高效開(kāi)展的必行之路。GPS的出現(xiàn)與應(yīng)用，給礦區(qū)工程測(cè)量注入了新的血脈。在地質(zhì)測(cè)量中，GPS優(yōu)點(diǎn)眾多:突破作業(yè)環(huán)境限制，，無(wú)需造標(biāo)，不存在測(cè)點(diǎn)間橫向通視問(wèn)題，測(cè)量結(jié)果誤差極小。與傳統(tǒng)礦區(qū)工程測(cè)量方法比較，在礦區(qū)工程設(shè)計(jì)階段，GPS技術(shù)使控制測(cè)量作業(yè)和地形圖繪制更加精準(zhǔn);在實(shí)際作業(yè)中，GPS技術(shù)對(duì)定位、定點(diǎn)、放線，位置坐標(biāo)確定等方面的施工中作用重大。

1.2 RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)是繼全球定位系統(tǒng)之后又一技術(shù)突破，其工作原理是通過(guò)基站上安裝的全球定位系統(tǒng)接收機(jī)接收數(shù)據(jù)，在接收數(shù)據(jù)的同時(shí)將數(shù)據(jù)用無(wú)線電設(shè)備實(shí)時(shí)與用戶(hù)站互通，以相對(duì)定位原理為基礎(chǔ)，整合兩個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)達(dá)成控制的精確度。從某種程度上講，RTK定位技術(shù)是GPS測(cè)量技術(shù)的一個(gè)飛躍，在礦區(qū)工程測(cè)量中，RTK可持續(xù)、即時(shí)顯示用戶(hù)站的高精度三維坐標(biāo)，具體方法為:通過(guò)載波相位測(cè)量局域差分法，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以及投影改正等操作在接收機(jī)之間進(jìn)行求差即可得到。在運(yùn)用RTK技術(shù)后，測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)位置能夠精確到厘米級(jí)，在很大程度上提高了地質(zhì)工程測(cè)量的效率，提升了測(cè)量結(jié)果的可參考性。

2 GPS RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用模式

2.1 快速靜態(tài)定位

快速靜態(tài)定位是GPS RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量的一大應(yīng)用模式，本質(zhì)上是靜態(tài)定位的深化發(fā)展。雖然快速靜態(tài)定位對(duì)客觀環(huán)境依賴(lài)程度較大，卻具備快速、高精確度的特點(diǎn)。GPS基線向量觀測(cè)法可以將精度定位在10－5－10－9之間，而一般的測(cè)量方法是無(wú)法很難到達(dá)這種精度［2］，因此靜態(tài)GPS控制測(cè)量技術(shù)要明顯高于一般的測(cè)量方法，不需要設(shè)置坐標(biāo)、測(cè)量的費(fèi)用低而且選點(diǎn)十分靈活，當(dāng)測(cè)量誤差小于厘米范圍時(shí)，整個(gè)定位工作結(jié)束。

2.2 動(dòng)態(tài)定位

動(dòng)態(tài)定位是GPS RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量的又一大應(yīng)用模式，其具體操作大致分為兩大步驟:首先，初始化采樣。在具體礦區(qū)工程測(cè)量工作開(kāi)展前，先鎖定一個(gè)固定的靜止控制點(diǎn)，用GPS RTK技術(shù)對(duì)鎖定點(diǎn)觀測(cè)數(shù)分鐘并對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采取。

2.3 準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位

準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位GPS RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量的另一大應(yīng)用模式，從作業(yè)形式看，該模式以動(dòng)態(tài)定位測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)，是動(dòng)態(tài)定位的延伸［3］。從作業(yè)原理看，兩者聯(lián)系密切，有著相似的工作原理。首先，測(cè)量工作前，初始化流動(dòng)站接收機(jī);當(dāng)GPS的測(cè)量點(diǎn)位選好之后就可以架站采集靜態(tài)數(shù)據(jù)了，采集的數(shù)據(jù)要做到對(duì)中整平，在采集的過(guò)程中一定要做好記錄，如:每臺(tái)GPS所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位、不同時(shí)間段內(nèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)點(diǎn)位和采集靜態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)候天線的高度等。

3 結(jié)束語(yǔ)

GPS RTK技術(shù)突破了傳統(tǒng)礦區(qū)工程勘測(cè)的瓶頸，大大降低了工程測(cè)量的作業(yè)時(shí)間、作業(yè)強(qiáng)度和誤差積累情況，有效的促進(jìn)了作業(yè)的精確度和效率，在現(xiàn)有條件下，極大的保障了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性、精確度和高效率。由于筆者個(gè)人水平有限，希望更多的業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人士參與到該項(xiàng)研究中來(lái)，相信隨著科學(xué)的發(fā)展，GPS RTK技術(shù)在礦區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用前景將更加廣闊。

［1］葉積龍.關(guān)于GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用分析［J］.價(jià)值工程，2013，(04):183.

［2］李勝.地質(zhì)工程測(cè)量中RTK的應(yīng)用技術(shù)［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014(08):356－357.

［3］牛洪柳.GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究［J］.山西建筑，2012(01):222－223.