GPS—RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測(cè)繪工作中的應(yīng)用

陳鳳閣

摘要：全球定位系統(tǒng)技術(shù)具有強(qiáng)大的追蹤定位功能，被廣泛地應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域，尤其是GPS-RTK測(cè)量以其作業(yè)效率高、精度高、數(shù)據(jù)可靠等特性在測(cè)繪行業(yè)中得到了充分發(fā)揮。本文主要就GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探測(cè)量工作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，總結(jié)了測(cè)量誤差的來(lái)源。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù) ?地質(zhì)勘探工程 ?測(cè)繪作業(yè) ?測(cè)量誤差

1 GPS-RTK技術(shù)概述

地質(zhì)測(cè)繪是地質(zhì)勘探工程中一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)性工作，直接關(guān)系到整項(xiàng)勘探工作的最終成效。隨著我國(guó)地質(zhì)勘探水平的不斷提升，地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)呈現(xiàn)出自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化、多功能化發(fā)展趨勢(shì)趨勢(shì)。其中，GPS-RTK技術(shù)被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探測(cè)量工作中，受到了用戶的一致好評(píng)和青睞。

GPS-RTK技術(shù)將GPS測(cè)量技術(shù)和RTK測(cè)量系統(tǒng)相結(jié)合，是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位分差技術(shù)，具有強(qiáng)大的勘查功能，其精度和可靠性較高。其中，GPS技術(shù)，即全球定位系統(tǒng)，是由美國(guó)研制的一套衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它通過(guò)地面衛(wèi)星接收機(jī)來(lái)接收衛(wèi)星發(fā)出的各種信號(hào)，進(jìn)而建立起一個(gè)定點(diǎn)三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)跟蹤定位。而RTK技術(shù)又稱載波相位分差技術(shù)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)確定測(cè)量點(diǎn)在一個(gè)指定坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。RTK技術(shù)的精度非常高，可以精確到厘米級(jí)。測(cè)設(shè)放樣和測(cè)點(diǎn)定位是RTK系統(tǒng)應(yīng)用的主要測(cè)量任務(wù)。在流動(dòng)站和基準(zhǔn)站共同工作時(shí)，工作人員帶著流動(dòng)站系統(tǒng)在測(cè)區(qū)來(lái)回行走，進(jìn)行對(duì)工程點(diǎn)采點(diǎn)測(cè)量。在地質(zhì)勘探測(cè)量中各種性質(zhì)的點(diǎn)都可以進(jìn)行定位測(cè)量和實(shí)地測(cè)設(shè)放樣。

2 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)的缺陷和不足，不僅提升了觀測(cè)值和測(cè)量信息的傳送速度，還大大提升了定位精度，達(dá)到了厘米級(jí)定位精度。通過(guò)分析可知，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)具有以下幾方面特點(diǎn)：

①相比于傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)，GPS -RTK技術(shù)不易受到去氣候和季節(jié)等因素的影響，測(cè)量精度和效率較高，可以在可見(jiàn)度低和通視條件差的情況下進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。

②定位準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)安全度和可靠性較高。GPS -RTK技術(shù)可以在地形復(fù)雜和地物障礙重重的環(huán)境中進(jìn)行快速高精度定位。

③綜合測(cè)繪能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了集成化和自動(dòng)化作業(yè)。GPS-RTK技術(shù)可以適應(yīng)各種內(nèi)外地質(zhì)勘測(cè)工程測(cè)量的實(shí)際需求，并通過(guò)基準(zhǔn)站直接與用戶聯(lián)系，傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)量作業(yè)的高效控制和管理，同時(shí)還為作業(yè)指揮系統(tǒng)的建立和完善提供了良好的基礎(chǔ)。

④操作流程簡(jiǎn)單，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息收集和處理功能，存儲(chǔ)信息量大，可以自由與計(jì)算機(jī)和全站儀等設(shè)備通信。

⑤定位快速，作業(yè)人員少，具有很高的綜合效益。在測(cè)量作業(yè)中，整臺(tái)GPS接收機(jī)只需一名操作人員。同時(shí)，該技術(shù)的測(cè)點(diǎn)定位較快，只需兩秒即可獲得待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，綜合效益明顯提高。

3 GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測(cè)量工作中的應(yīng)用

地質(zhì)勘探工程的設(shè)計(jì)、地層構(gòu)造的研究、礦體地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算及地質(zhì)報(bào)告的編寫(xiě)所用的基礎(chǔ)資料都是由地質(zhì)勘查工程測(cè)量工作提供的。因此，地質(zhì)勘探工程測(cè)量是地質(zhì)勘探工作的重要組成部分。地質(zhì)勘探工程測(cè)量包括以下幾方面：

3.1 GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程中的放樣

地質(zhì)勘探的工作需要進(jìn)行工程點(diǎn)的布設(shè)，包括勘探網(wǎng)、槽探、鉆探等工程。一般地質(zhì)勘探區(qū)域面積較大，多在山區(qū)，地形也較復(fù)雜，嚴(yán)重影響傳統(tǒng)測(cè)量的通視效果。利用GPS-RTK定位技術(shù)能改進(jìn)傳統(tǒng)測(cè)量工程點(diǎn)的觀測(cè)方法，RTK技術(shù)的電磁波通視優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)地質(zhì)勘探工作的復(fù)雜環(huán)境，使野外工作的時(shí)間得到減少，從而提高工程點(diǎn)布設(shè)的精確度，提高工作效率。

3.2 GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程中的地形測(cè)量

GPS-RTK在測(cè)量單點(diǎn)時(shí)和全站儀一樣，所用時(shí)間都較短。但GPS-RTK測(cè)量技術(shù)實(shí)施數(shù)字化測(cè)圖，無(wú)需頻繁的換測(cè)站點(diǎn)和定向通視，減少了轉(zhuǎn)站時(shí)的誤差積累，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了多個(gè)流動(dòng)站同時(shí)工作，測(cè)量效率得到了極大的提升。由此可知，GPS-RTK技術(shù)在測(cè)量地形中具有很大優(yōu)勢(shì)，不僅測(cè)量速度快，而且測(cè)量準(zhǔn)確率高，提高了作業(yè)效率。

3.3 GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程中的剖面測(cè)量

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)具有測(cè)量、放樣、檢算于一體的特征，能夠在勘探線的橫斷面上進(jìn)行剖面測(cè)量，并且能夠?qū)ν潦竭M(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。相比傳統(tǒng)的勘探線剖面測(cè)量，GPS-RTK技術(shù)的放樣功能較強(qiáng)，整個(gè)勘探線剖面測(cè)量工作只需一名操作人員即可完成。

4 GPS-RTK技術(shù)地質(zhì)勘探測(cè)量誤差的來(lái)源

GPS-RTK測(cè)量誤差包括基站誤差和移動(dòng)站誤差兩部分內(nèi)容。其中，基站誤差主要與天線相位中心變化、信號(hào)干擾、多路徑效應(yīng)、天氣因素等密切相關(guān)。測(cè)量人員可以通過(guò)各種有效的校正方法和措施減小誤差。移動(dòng)站誤差主要與移動(dòng)站與基站間距離有關(guān)。受軌道誤差，電離層誤差，對(duì)流層誤差的影響，該部分誤差隨移動(dòng)站與基站間的距離增大而增大，因此控制RTK作業(yè)半徑可以控制該誤差。

由此可見(jiàn)，利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探工程的測(cè)量，基準(zhǔn)站架設(shè)的位置尤其重要。基準(zhǔn)站架設(shè)要求：基準(zhǔn)站要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源;基準(zhǔn)站周圍無(wú)明顯的大面積反射物;基準(zhǔn)站電臺(tái)天線和移動(dòng)站天線周圍無(wú)較大這比物，且天線應(yīng)架設(shè)在高處。在設(shè)置移動(dòng)站時(shí)，應(yīng)該注意：

一是保證移動(dòng)站和基準(zhǔn)站各項(xiàng)參數(shù)的一致性;

二是使移動(dòng)站和基準(zhǔn)站始終保持?jǐn)?shù)據(jù)連接狀態(tài);

三是在移動(dòng)站進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量工作時(shí)，必須保證中整平和數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性。

GPS-RTK缺少必要的檢核條件，如果操作失誤和某些技術(shù)問(wèn)題處理不當(dāng)，將給測(cè)量成果帶來(lái)嚴(yán)重后果。在進(jìn)行地質(zhì)勘探測(cè)量時(shí)，測(cè)量人員常常需要進(jìn)行數(shù)據(jù)檢核，以保證其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。但實(shí)際上，在檢核過(guò)程中，操作人員容易受主觀因素和技術(shù)設(shè)備等的影響，出現(xiàn)操作失誤和技術(shù)誤差等問(wèn)題，直接影響了最終的測(cè)量成果。

因此，在采用GPS-RTK技術(shù)測(cè)量過(guò)程中，盡可能的檢測(cè)一定數(shù)量的測(cè)區(qū)內(nèi)的控制點(diǎn)，以發(fā)現(xiàn)異常情況，測(cè)量時(shí)選擇最佳觀測(cè)時(shí)段，增加觀測(cè)次數(shù)，延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間等，減少測(cè)量過(guò)程中的粗差，提高測(cè)量的精度。

5 總結(jié)

綜上所述，目前GPS-RTK技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探工程測(cè)繪中，取得了顯著成效。操作人員可借助GPS-RTK技術(shù)完成大部分測(cè)量工作，有效地提升了測(cè)量作業(yè)效率和精度，保證了地質(zhì)勘探工程測(cè)繪工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)還有效地降低了測(cè)量成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，符合經(jīng)濟(jì)性原則。但在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，受各方面條件的限制，如氣候、電磁信號(hào)、衛(wèi)星分布等，測(cè)量人員必須選擇一個(gè)較為穩(wěn)定合適的條件以保證測(cè)量質(zhì)量。

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