淺談GPS—RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用

康鐵源　趙欣偉

[摘要]本文主要介紹了GPS-RTK技術(shù)及其定位模式，重點(diǎn)對GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量中的勘探網(wǎng)及控制測量、地形測量、工程點(diǎn)布設(shè)、勘探線剖面測量、地質(zhì)工程點(diǎn)定位測量和物化探測量等應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。并對GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用中的測量誤差和精度、基準(zhǔn)站和移動(dòng)站的設(shè)置以及數(shù)據(jù)鏈通訊和作業(yè)半徑的確定進(jìn)行了討論。

[關(guān)鍵詞]GPS-RTK 動(dòng)態(tài)定位 測量精度 應(yīng)用

[中圖分類號] P62 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-299-1

1 RTK原理與優(yōu)點(diǎn)

RTK測量是根據(jù)GPS的相對定位理論，將一臺接收機(jī)設(shè)置在已知點(diǎn)上，另一臺或幾臺接收機(jī)設(shè)置為移動(dòng)站，放在待測點(diǎn)上，同步采集相同衛(wèi)星的信號?；鶞?zhǔn)站在接收GPS信號并進(jìn)行載波相位測量的同時(shí)，通過數(shù)據(jù)鏈將觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測站坐標(biāo)信息按照一定數(shù)據(jù)格式一起傳送給移動(dòng)站；移動(dòng)站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，然后利用GPS控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件與本機(jī)采集的GPS觀測數(shù)據(jù)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，給出待測點(diǎn)的坐標(biāo)、高程及實(shí)測精度，并將實(shí)測精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較，一旦實(shí)測精度符合要求，手簿將提示測量人員記錄該點(diǎn)的三維坐標(biāo)及其精度。

RTK技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

（1）作業(yè)效率高：在一般的地形地勢下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站測量覆蓋率4--5km半徑的區(qū)域，大大減少了傳統(tǒng)測量所要求的控制點(diǎn)數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù)。僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。

（2）定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累，只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級。

（3）全天候作業(yè)：RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間通視，只要求滿足“電磁波通視和對空通視”。因此和傳統(tǒng)測量相比，RTK技術(shù)作業(yè)受限因素少，幾乎可以全天候作業(yè)。

（4）RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測繪功能強(qiáng)大：RTK可勝任多種外業(yè)測繪。流動(dòng)站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測繪功能，減少了常規(guī)測量儀器人為操作誤差，保證了作業(yè)精度。

2 RTK定位技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用

地質(zhì)勘探工程測量主要任務(wù)是礦區(qū)地形測量、勘探線剖面測量、鉆孔點(diǎn)測量、探槽點(diǎn)測量、地質(zhì)點(diǎn)測量、礦體露頭點(diǎn)測量、水文點(diǎn)測量、坑道測量等等。

地質(zhì)工程勘探網(wǎng)通常由基線和與之相垂直的若干勘探線所組成。GPS-RTK的測量精度、速度和經(jīng)濟(jì)效益都較好，GPS-RTK將會逐步替代常規(guī)控制測量方式成為各地質(zhì)勘探網(wǎng)建立的主要手段。

大比例尺地形測量：采用RTK測地形時(shí)，僅需一人背著儀器，在每個(gè)地物點(diǎn)、地貌點(diǎn)上觀測一分鐘左右，就可得到定位結(jié)果，并將該點(diǎn)的特征編碼輸入GPS手簿。野外數(shù)據(jù)采集完后，由專門的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出所要求的地形圖。

勘探線剖面測量：地質(zhì)鉆孔基本都要設(shè)立在勘探線上，為此需要作勘探線剖面測量。測量人員由起始點(diǎn)利用GPS-RTK按剖面設(shè)計(jì)方向定線，沿給定的方向線上測定剖面測站點(diǎn)、剖面點(diǎn)以及控制點(diǎn)。

地質(zhì)工程點(diǎn)定位測量：在鉆孔施工完畢封孔以后，需要對鉆孔進(jìn)行復(fù)測。將基準(zhǔn)站架設(shè)到鉆孔附近空曠處，將移動(dòng)站架設(shè)于鉆孔附近2個(gè)以上已知控制點(diǎn)上進(jìn)行校正，校正之后將移動(dòng)站架設(shè)于封孔標(biāo)石中心測量并記錄坐標(biāo)，此坐標(biāo)即為鉆孔的最終復(fù)測坐標(biāo)。

地勘工程點(diǎn)放樣是測量的一個(gè)應(yīng)用分支，它要求把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)地標(biāo)定出來。第一步，在地質(zhì)勘探工程區(qū)首級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，合理確定礦區(qū)工程點(diǎn)的地理分布；第二步，將設(shè)計(jì)工程點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS手簿中；第三步，利用GPS-RTK的放樣功能把工程點(diǎn)布設(shè)到實(shí)地。

3 RTK測量成果的質(zhì)量控制

質(zhì)量控制的方法主要有：a.已知點(diǎn)檢核比較法，即在布測控制網(wǎng)時(shí)用靜態(tài)GPS或全站儀多測出一些控制點(diǎn)，然后用RTK測出這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。b.重測比較法，每次初始化成功后，先重測1—2個(gè)已測過的RTK點(diǎn)或高精度控制點(diǎn)，確認(rèn)無誤后才進(jìn)行RTK測量。c、電臺變頻實(shí)時(shí)檢測法，在測區(qū)內(nèi)建立兩個(gè)以上基準(zhǔn)站，每個(gè)基準(zhǔn)站采用不同的頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù)，流動(dòng)站用變頻開關(guān)選擇性地分別接收每個(gè)基準(zhǔn)站的改正數(shù)據(jù)從而得到兩個(gè)以上解算結(jié)果，比較這些結(jié)果就可判斷其質(zhì)量高低。

4 GPS-RTK測量中的注意事項(xiàng)

（1）為了保證精度，作業(yè)過程中移動(dòng)站和基站間的距離盡量不要超過10km，因?yàn)镚PS-RTK在測量過程中將有誤差來源，如多路徑效應(yīng)、點(diǎn)位對中誤差等。

（2）由于外業(yè)測量的最終目的是內(nèi)業(yè)成圖，如果測量點(diǎn)較多的話，為了成圖的精確性，在外業(yè)測量時(shí)還需要進(jìn)行草圖繪制。

（3）為了獲得較高的高程定位精度，應(yīng)盡量與測區(qū)均勻分布的控制點(diǎn)聯(lián)測，以求得較精確的高程轉(zhuǎn)換參數(shù)。

5結(jié)語

測量工作是地質(zhì)勘探工程中的重要組成部分，關(guān)乎著地質(zhì)勘探工程的質(zhì)量。實(shí)踐證明GPS-RTK測量技術(shù)給現(xiàn)代礦山測量帶來了重大的技術(shù)手段變革，極大地方便了礦山測量工作者的日常工作，隨著其技術(shù)的不斷進(jìn)步，必將給礦山測量帶來更大的便利，其在礦山測量中的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼮閺V泛。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T18314-2009.全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范[s].北京：中華人民共各國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2009.

[2]李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[3]周忠謨.GPS衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用[M].北京：測繪出版社.1997.