RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查測量中的應(yīng)用思路研究

郭江平

摘 要：本文基于筆者多年從事地質(zhì)工程測量的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以GPS RTK在地質(zhì)工程測量的中的應(yīng)用為研究對象，探討了GPS RTK在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用方向，結(jié)合具體的工程經(jīng)驗(yàn)，給出了GPS RTK在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用思路，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：GPS RTK 地質(zhì) 工程測量 礦區(qū)

中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0039-01

1 GPS RTK測量技術(shù)簡介

GPS RTK即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衛(wèi)星全球定位技術(shù)的簡稱，它是通過一臺(tái)基準(zhǔn)站和若干臺(tái)移動(dòng)站組成的測量系統(tǒng)，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間使用無線數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行連接。移動(dòng)站以基準(zhǔn)站的已知數(shù)據(jù)獲得改正參數(shù)，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)得到測量數(shù)據(jù)，基準(zhǔn)站同時(shí)又把測量修正參數(shù)通過無線數(shù)據(jù)鏈傳送給移動(dòng)站，使移動(dòng)站測量數(shù)據(jù)得到改正而獲得所需要的測量成果，這樣移動(dòng)站就可以實(shí)時(shí)、方便、快捷的進(jìn)行各種測量工作。GPS RTK數(shù)據(jù)處理實(shí)際上是基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間的單基線處理過程。

RTK測量技術(shù)的主要特點(diǎn)是：（1）一個(gè)以上已知控制點(diǎn)即可工作，這在礦區(qū)周圍已知控制點(diǎn)破壞嚴(yán)重、資料不好收集的情況下不致影響工作；（2）直觀快捷，可以實(shí)時(shí)觀測、記錄、使用測量數(shù)據(jù)，無須再進(jìn)行復(fù)雜的平差計(jì)算；（3）精度高，其測量成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于導(dǎo)航型手持機(jī)的測量精度、可以達(dá)到厘米級(jí)，完全可以達(dá)到除高等級(jí)控制測量外的所有測量工作的需要；（4）目前該技術(shù)還具有一定的局限性.受無線通訊技術(shù)的限制，目前市場出售的多數(shù)品牌的GPS RTK數(shù)據(jù)鏈連接最大可達(dá)到20 km、30 km，一般只在10 km左右，山區(qū)根據(jù)地形情況則作用距離更近。隨著移動(dòng)通信技禾、衛(wèi)星差分（星鏈）、網(wǎng)絡(luò)RTK等新技術(shù)在GPSRTK測量工作中的應(yīng)用，GPS RTK將擁有更廣的發(fā)展前景。

2 GPS RTK在地質(zhì)工程測量工作中的應(yīng)用（見圖1）

地質(zhì)勘探工程測量是地質(zhì)找礦工作的一個(gè)重要組成部分，它的主要任務(wù)一是為地質(zhì)設(shè)計(jì)和研究地層構(gòu)造提供測繪資料；二是根據(jù)地質(zhì)勘探工程設(shè)計(jì)，在實(shí)地定線、布設(shè)，始出施工位置和掘進(jìn)方向；三是定位工程點(diǎn)，為編成地質(zhì)報(bào)告和儲(chǔ)量計(jì)算提供有關(guān)資料。地質(zhì)勘探工程測量的主要內(nèi)容包括礦區(qū)控制測量、地形測量、布設(shè)工程點(diǎn)測量、勘探線剖面測量、地質(zhì)工程點(diǎn)定位測量、勘探坑道測量、貫通測量、物化探測量等8方面。除勘探坑道測量和貫通測量外（坑道內(nèi)收不到衛(wèi)星信號(hào)），其他6項(xiàng)測量工作GPS RTK都可以直接完成。

2.1 礦區(qū)控制測量

礦區(qū)控制測量一般都是根據(jù)礦區(qū)作業(yè)面積在國家等級(jí)控制點(diǎn)之上做首級(jí)控制，在礦區(qū)作業(yè)面積不太大的情況下，一、二級(jí)小三角點(diǎn)或?qū)Ь€點(diǎn)即可滿足要求。根據(jù)GPS RTK的厘米級(jí)精度指標(biāo)，它完全可以滿足一般礦區(qū)的控制測量需要。吉林省國家控制點(diǎn)分布比較密集均勻，我們在使用GPS RTK測量過程中，有相當(dāng)一部分工作是在國家等級(jí)控制點(diǎn)上架設(shè)基準(zhǔn)站，直接進(jìn)行各種工程測量，在礦區(qū)國家等級(jí)控制點(diǎn)不能滿足需要時(shí)，利用GPS RTK發(fā)展布設(shè)礦區(qū)控制點(diǎn)即可滿足各種地質(zhì)工程測量的需要。實(shí)踐證明各項(xiàng)精度指標(biāo)完全符合有關(guān)規(guī)范的要求。

2.2 地形測量

在地質(zhì)找礦所需要的大比例尺地形測圖的工作中，在地形條件較好的情況下（主要指相對高差較小、坡度不陡，接收衛(wèi)星信號(hào)好無線連接無死角），可直接利用GPS RTK采集測量數(shù)據(jù)。否則，在地形條件較差的情況下，可利用RTK GPS配合全站儀等其他測量儀器采集測量數(shù)據(jù)。無論那種方法，與傳統(tǒng)測量方法相比，都大大提高了工作效率和測圖精度。

2.3 工程點(diǎn)布設(shè)

在工程點(diǎn)布設(shè)精度要求較高、導(dǎo)航型手持GPS不能滿足需要的情況下，只有GPS RTK能擔(dān)此重任。我們把設(shè)計(jì)工程點(diǎn)坐標(biāo)輸人到掌上機(jī)上，然后利用GPS RTK的放樣功能，把點(diǎn)位布設(shè)到實(shí)地。其他如GPS的靜態(tài)測量、后差分測量都無此功能，無法完成工程點(diǎn)布設(shè)任務(wù)。

2.4 勘探線剖面測量

在所有的GPS測量中，只有GPSR TK能完成勘探線剖面測量任務(wù)。一是GPS RTK的線放樣功能可確保觀測點(diǎn)在設(shè)計(jì)剖面線上不偏移；二是可保證觀測地形點(diǎn)的高程精度。而靜態(tài)和后差分無法直接確定剖面線位置，導(dǎo)航型手持GPS高程測量又木準(zhǔn)確。

2.5 地質(zhì)工程點(diǎn)定位測量

使用GPS RTK進(jìn)行地質(zhì)工程點(diǎn)定位測量非常方便，只要在離工區(qū)十?dāng)?shù)公里以內(nèi)找到國家控制點(diǎn)（這在吉林省是不難辦到的）即可開始工作，如果控制點(diǎn)離工區(qū)較遠(yuǎn)，利用RTK測量方法發(fā)展一到二級(jí)將控制點(diǎn)引到工區(qū)也是很容易的事情。工作時(shí)選擇有利地形架設(shè)好基準(zhǔn)站，移動(dòng)站既可對各地質(zhì)工程點(diǎn)進(jìn)行逐一測量。

2.6 物化探測量

物化探工作，一般都是先在測區(qū)內(nèi)運(yùn)用測量的方法，沿直線方向布設(shè)一系列等距離或者按一定規(guī)律分布的物化探觀測點(diǎn)或取樣點(diǎn)，即布設(shè)物化探網(wǎng)。利用GPS RTK的線放樣功能是很容易辦到的，首先把設(shè)計(jì)好的基線或測線點(diǎn)輸人到GPS RTK掌上機(jī)，然后利用GPS RTK線放樣方法將設(shè)計(jì)點(diǎn)位布設(shè)到實(shí)地。

3 基于GPS RTK的地質(zhì)工程測量應(yīng)用

（1）設(shè)置好基準(zhǔn)站?；鶞?zhǔn)站應(yīng)設(shè)置在地勢較高通訊條件較好的地點(diǎn)上，根據(jù)測區(qū)的自然地理?xiàng)l件和工作范圍，在基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間數(shù)據(jù)鏈連接最好的點(diǎn)位上設(shè)置基準(zhǔn)站，在國家已知控制點(diǎn)不能滿足工作需要時(shí)，可用RTK單點(diǎn)定位方法發(fā)展已知點(diǎn)，其精度完全可以滿足工作需要。（2）移動(dòng)站工作時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是基準(zhǔn)站和移動(dòng)站的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置必須保持一致；二是移動(dòng)站要始終保持與基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈連接；三是移動(dòng)站設(shè)置時(shí)必須注意對中整平和輸人數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；四是線放樣時(shí)線上偏移距不能過大，遇復(fù)雜地形偏移過大時(shí)應(yīng)做好標(biāo)志以保證地質(zhì)工作人員準(zhǔn)確找到點(diǎn)位標(biāo)志，只有這樣才能保證測量的精度。（3）使用GPSR TK測量系統(tǒng)進(jìn)行地質(zhì)工程測量是測量工作的一大進(jìn)步，他從根本上改變了測量工作的傳統(tǒng)作業(yè)方式。

總之，與傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀視距、全站儀光電測距相比，使用GPSR TK測量系統(tǒng)提高了地質(zhì)工程測量精度。在測網(wǎng)和剖面布設(shè)時(shí)基本消除了網(wǎng)線偏移和網(wǎng)閉合差，只存在很小的個(gè)點(diǎn)的離差，在地質(zhì)工程點(diǎn)定位測量時(shí)，由于直接在高等級(jí)控制點(diǎn)下工作，大大降低了測量點(diǎn)位的累積誤差，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

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