RTK在礦山地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用

江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院 210008

摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，使得地質(zhì)測(cè)繪在地質(zhì)勘查中的地位越來(lái)越重要，但同時(shí)也帶來(lái)了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文探討了RTK在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用，并分析和討論了其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：RTK；礦山；地質(zhì)測(cè)繪；應(yīng)用

以往我國(guó)礦山地質(zhì)測(cè)繪中，遵循的原則為逐級(jí)或越級(jí)布設(shè)，并布設(shè)成三角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)，作為首級(jí)控制。其次為了采集礦山地形點(diǎn)的數(shù)據(jù)，需要布設(shè)圖根附合導(dǎo)線或圖根導(dǎo)線網(wǎng)，然后逐站架設(shè)全站儀，最后將收集到的數(shù)據(jù)編輯成圖。此種礦山地質(zhì)測(cè)繪的方法不僅耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力和時(shí)間、效率低，且在測(cè)繪的過(guò)程中極其容易受地形條件的限制。因此若在地形復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪時(shí)，還需要架設(shè)支站作為輔助，顯著地增加了勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，礦山處于高山之上，地形相對(duì)復(fù)雜，傳統(tǒng)的方法在對(duì)礦山地質(zhì)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)效率更為低下。如今GPS測(cè)量技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)測(cè)繪中為首級(jí)控制，采用的是RTK技術(shù)施測(cè)礦山地質(zhì)的圖根點(diǎn)以及地形點(diǎn)，由于RTK技術(shù)不易受天氣和地形的干擾，厘米級(jí)的精度以及高速度等優(yōu)勢(shì)，使得作業(yè)人員在礦山地質(zhì)測(cè)繪中的勞動(dòng)強(qiáng)度有所降低，效率得到了較大的提高，能獲得事半功倍的效果。

一、RTK技術(shù)概論

GPS全球定位系統(tǒng)能實(shí)時(shí)提供全球任意位置，其原理是對(duì)四顆衛(wèi)星發(fā)出的偽距信號(hào)，采用GPS接收機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼，然后計(jì)算出地球上的絕對(duì)位置，從而獲得定位信息GPS定位系統(tǒng)的差分定位包括偽距以及載波相位差分（GPS-RTK）。其中GPS-RTK導(dǎo)航定位的技術(shù)原理是，實(shí)時(shí)處理兩臺(tái)接收機(jī)載波相位觀測(cè)量的差分方法，兩臺(tái)接收機(jī)分別為基準(zhǔn)站和移動(dòng)站，基準(zhǔn)站采集的載波相位將會(huì)發(fā)送給移動(dòng)站，計(jì)算坐標(biāo)。GPS-RTK導(dǎo)航定位能有效地消除系統(tǒng)公共誤差，提高定位的精度。用 GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)的靜態(tài)定位的精度是厘米級(jí)甚至毫米級(jí)，動(dòng)態(tài)定位的精度是米級(jí)甚至亞米級(jí)，速度測(cè)量的精度是亞米級(jí)甚至厘米級(jí)精度，時(shí)間測(cè)量的精度是納秒級(jí)精。除此之外，GPS-RTK導(dǎo)航定位技術(shù)不受任何天氣的干擾。

一般來(lái)說(shuō)，RTK測(cè)量系統(tǒng)由GPS 信號(hào)接收、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理三部分組成。RTK測(cè)量系統(tǒng)基本的組成要件包括一個(gè)基準(zhǔn)站和一個(gè)流動(dòng)站，但在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，為保證高效率的作業(yè)，會(huì)增加兩個(gè)流動(dòng)站，即一個(gè)基準(zhǔn)站和三個(gè)流動(dòng)站。

二、礦山地質(zhì)測(cè)繪中采用RTK的具體步驟

（一）設(shè)置基準(zhǔn)站

在礦山地質(zhì)測(cè)繪中，基準(zhǔn)站的設(shè)置要選擇上空視野較為開(kāi)闊的位置，最大限度地讓基準(zhǔn)站能夠跟蹤以及觀測(cè)到視野中的全部衛(wèi)星，且基準(zhǔn)站天線的高度角應(yīng)該在5°-15° 之間，且周圍沒(méi)有成片的障礙物。除此之外，基準(zhǔn)站周圍200m的范圍內(nèi)不存在強(qiáng)電磁波的干擾源，比如一些大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施等?；鶞?zhǔn)站在設(shè)置上要盡可能地遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的因素，包括地形、大面積水域和建筑物等。為了保證差分信號(hào)傳輸質(zhì)量，基準(zhǔn)站要盡量選擇在地勢(shì)高，視野開(kāi)闊并且交通方便的位置，方便其搬運(yùn)以及架設(shè)。

最后在選定的點(diǎn)位上，架設(shè)基準(zhǔn)站，并啟動(dòng)接收機(jī)，對(duì)基準(zhǔn)站的各項(xiàng)配置參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。若在礦山地質(zhì)測(cè)繪中采用的是國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)，也可以將基準(zhǔn)站直接架設(shè)在已知點(diǎn)上。

（二）設(shè)置流動(dòng)站

一般來(lái)說(shuō)，1個(gè)流動(dòng)站只需要對(duì)應(yīng)1位作業(yè)人員，作業(yè)人員是通過(guò)手簿對(duì)其進(jìn)行測(cè)量操作。具體的步驟是將流動(dòng)站的接收機(jī)、天線以及測(cè)桿進(jìn)行連接后，采用手簿開(kāi)啟接收機(jī)，在對(duì)流動(dòng)站的基本參數(shù)進(jìn)行配置后，將流動(dòng)站與基站的無(wú)線電進(jìn)行連接，最后輸入流動(dòng)站天線高。

（三）施測(cè)圖根點(diǎn)和地形點(diǎn)

采用 RTK 技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)進(jìn)行施測(cè)時(shí)，一般是不需要作圖根對(duì)其進(jìn)行控制，但為了方便以后礦山測(cè)量工作的需要，應(yīng)該采用全站儀的常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)量，在一些視野開(kāi)闊、通視較好的位置施測(cè)部分圖根點(diǎn)。并且，為了提高工作的效率，施測(cè)圖根點(diǎn)以及施測(cè)地形點(diǎn)的工作可以同步進(jìn)行。

三、精度分析

工作人員采用RTK對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行采集完后，采用型號(hào)為徠卡TC802的全站儀對(duì)12個(gè)圖根點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。從檢測(cè)的結(jié)果來(lái)看，RTK測(cè)量技術(shù)的點(diǎn)位誤差在0.3-2.6cm之間，中誤差為2.01cm；高程誤差在0.7-3.4cm之間，中誤差為 2.44cm。因此，RTK測(cè)量的結(jié)果可靠，厘米級(jí)的精度完全能滿足礦山地質(zhì)測(cè)繪的要求。

四、注意事項(xiàng)

在對(duì)礦山地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，若測(cè)量的位置處于V型的山谷底部以及樹(shù)木茂盛的地方，則流動(dòng)站所接收到的信號(hào)以及基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)不強(qiáng)，便會(huì)導(dǎo)致失鎖，點(diǎn)位的精度不高。為了避免這一缺陷，增強(qiáng)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的信號(hào)，工作人員可以將基準(zhǔn)站移動(dòng)到開(kāi)闊的地方，提高測(cè)量精度。一般來(lái)說(shuō)，在一天24h中的12點(diǎn) -14點(diǎn)間，初始化的時(shí)間較長(zhǎng)，需要工作人員耐心等待。

工作人員在采用RTK對(duì)礦山地質(zhì)測(cè)繪進(jìn)行作業(yè)前，要對(duì)礦山地質(zhì)測(cè)繪的作業(yè)區(qū)域地理環(huán)境進(jìn)行初步的掌握，并作星歷預(yù)報(bào)。如果作業(yè)區(qū)域受衛(wèi)星以及電臺(tái)無(wú)線電傳輸制約的地方，最好采用常規(guī)的方法進(jìn)行測(cè)量。需要注意的是，基準(zhǔn)站點(diǎn)位的選擇一定要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行選定，確保觀測(cè)到衛(wèi)星圖形強(qiáng)度以及數(shù)據(jù)鏈的傳輸。若觀測(cè)到的衛(wèi)星越多，且衛(wèi)星的分布越均勻，那么 RTK測(cè)量技術(shù)的精度和可靠性便越高。工作人員對(duì)觀測(cè)到的結(jié)果要進(jìn)行復(fù)核，避免出現(xiàn)差錯(cuò)。RTK技術(shù)常規(guī)測(cè)量如圖1所示：

圖1 RTK技術(shù)常規(guī)測(cè)量

結(jié)論：

綜上所述，RTK在礦山地質(zhì)測(cè)繪中定位精度高，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的精度，且測(cè)點(diǎn)間相互獨(dú)立，其中出現(xiàn)的誤差不會(huì)積累和傳遞。采用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，其自動(dòng)化程度高，操作起來(lái)更為簡(jiǎn)便，顯著地節(jié)約了勞動(dòng)力，并降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。除此之外，可以采取全天候24h作業(yè)，RTK測(cè)量技術(shù)受天氣的影響小，精度和效率高，適合在礦區(qū)地質(zhì)測(cè)繪中使用。

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