淺談煤田地質(zhì)勘探測(cè)量中RTK的應(yīng)用

■　賈景峰　李曉磊

（河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊(duì)河北邯鄲056000）

淺談煤田地質(zhì)勘探測(cè)量中RTK的應(yīng)用

■賈景峰李曉磊

（河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊(duì)河北邯鄲056000）

本文從RTK技術(shù)的原理出發(fā)，介紹了RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，對(duì)其工作的條件與要求進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并對(duì)RTK技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了初步的探索，旨在為我國(guó)RTK技術(shù)的發(fā)展提供積極的幫助。

煤田地質(zhì)勘探RTK技術(shù)衛(wèi)星GPS

1　RTK技術(shù)概述

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK）最早出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代末，是GPS技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破。RTK技術(shù)有靜態(tài)定位和快速動(dòng)態(tài)定位兩種模式，這兩種模式相互切換、靈活使用，可運(yùn)用于公路勘測(cè)、工程放樣及地理信息系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)采集等多種工程中。

1.1RTK技術(shù)原理

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK）是實(shí)時(shí)差分GPS技術(shù)的一種，它以載波相位觀測(cè)為主要途徑，利用多臺(tái)GPS接收機(jī)同時(shí)接收來(lái)自不同衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)。放置在已知坐標(biāo)的接收機(jī)一般作為基準(zhǔn)站，其他坐標(biāo)未知的接收機(jī)則作為移動(dòng)站使用。在RTK技術(shù)中，基準(zhǔn)站及移動(dòng)站都隨時(shí)與至少五臺(tái)以上的衛(wèi)星保持著聯(lián)系，隨時(shí)接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)[1]。基準(zhǔn)站將所接收的信號(hào)傳輸至各個(gè)移動(dòng)站，各移動(dòng)站將自己采集的觀測(cè)值與來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，組成差分測(cè)量值，實(shí)時(shí)處理之后求出測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)。

1.2RTK技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1RTK技術(shù)的缺點(diǎn)

（1）受衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)的影響較大。影響RTK技術(shù)的因素有很多，但是衛(wèi)星對(duì)RTK技術(shù)的影響是最大的，因?yàn)镽TK技術(shù)的主要數(shù)據(jù)就來(lái)自衛(wèi)星，所以衛(wèi)星狀況對(duì)RTK技術(shù)的使用有很大的限制[2]。GPS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初存在著各方面的缺點(diǎn)，其中最為致命的就是信號(hào)盲點(diǎn)問(wèn)題，這給RTK技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了很大的影響，導(dǎo)致許多環(huán)境下無(wú)法正常運(yùn)用該技術(shù)。

（2）電離層影響測(cè)量真實(shí)性。RTK技術(shù)對(duì)衛(wèi)星數(shù)量的依賴性較強(qiáng)，只有衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到要求，其測(cè)量的精度及可靠性才有保障。一天中不同時(shí)段，電離層中的衛(wèi)星數(shù)量不同，中午時(shí)間，電離層的衛(wèi)星數(shù)量較少，因此不宜進(jìn)行RTK測(cè)量。

（3）受限于數(shù)據(jù)傳輸距離。接收站之間的距離對(duì)數(shù)據(jù)傳遞的質(zhì)量有很大影響，如果接收站之間的距離過(guò)大，傳輸信號(hào)會(huì)減弱，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤等情況，導(dǎo)致測(cè)量失??；如果接收站之間的距離過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致工作量加大，工程預(yù)算超支等問(wèn)題。

（4）受對(duì)空通視環(huán)境影響。RTK技術(shù)對(duì)測(cè)量環(huán)境的要求較為苛刻，其中對(duì)對(duì)空通視環(huán)境的要求尤為高。在對(duì)空通視環(huán)境較差的地方，信號(hào)容易被實(shí)物阻攔或吸收，降低信號(hào)的強(qiáng)度，導(dǎo)致接收機(jī)無(wú)法接受到來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)。因此，在進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)，需保證各流動(dòng)站和基準(zhǔn)站的對(duì)空通視環(huán)境，保證測(cè)量信號(hào)能正常傳輸。

1.2.2RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）RTK技術(shù)的定位精度高，只要在標(biāo)準(zhǔn)操作方位內(nèi)（4Km），RTK的測(cè)量精度可達(dá)厘米級(jí)；另外，不存在誤差積累，數(shù)據(jù)較為可靠。

（2）操作方便，簡(jiǎn)單易學(xué)，對(duì)數(shù)據(jù)的分析能力強(qiáng)。RTK技術(shù)中數(shù)據(jù)的輸入和處理都十分方便，用戶可以根據(jù)需要將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到各種設(shè)備中去，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行編輯，比手簿還方便實(shí)用。

（3）RTK技術(shù)集成化程度和自動(dòng)化程度較高，測(cè)繪能力強(qiáng)，可完成各種要求的測(cè)繪工作。由于降低了人工操作的頻率，RTK技術(shù)基本不存在人工干擾，降低了測(cè)量誤差，保證了測(cè)量的真實(shí)性。

（4）作業(yè)效率較高。

2　RTK技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探測(cè)量中的應(yīng)用

2.1RTK技術(shù)的工作要求

RTK技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探測(cè)量中的應(yīng)用十分廣泛，是目前煤田地質(zhì)勘探測(cè)量的主要手段之一。由于具有操作簡(jiǎn)便、效率高、精度達(dá)等優(yōu)點(diǎn)，許多工程人員對(duì)其偏愛(ài)有加。

RTK技術(shù)的應(yīng)用有一定的工作要求，其中最基本的三點(diǎn)要求如下：

10月20日上午，中國(guó)供銷集團(tuán)總經(jīng)理陳振平一行到南通中農(nóng)督導(dǎo)調(diào)研，重點(diǎn)對(duì)南通中農(nóng)現(xiàn)代物流園項(xiàng)目及南通通海港集裝箱碼頭進(jìn)行了實(shí)地考察。

（1）RTK技術(shù)應(yīng)有一個(gè)已知坐標(biāo)的基準(zhǔn)站，這個(gè)基準(zhǔn)站的坐標(biāo)必須是高精確度且正確的。

（2）基準(zhǔn)站的選擇要尤為注意，需選擇地勢(shì)較高，周?chē)緵](méi)有什么遮擋物，不存在高度角超過(guò)十五度的障礙物。

（3）在設(shè)置基準(zhǔn)站和流動(dòng)站時(shí)需注意避開(kāi)具有大功率無(wú)線電發(fā)射源或高壓電線的地區(qū)，不能將流動(dòng)站和基準(zhǔn)站設(shè)置在大面積水域附近，避免水體對(duì)電磁波進(jìn)行吸收和放射，影響RTK測(cè)量的準(zhǔn)確度。

2.2RTK測(cè)量精度分析

RTK測(cè)量精度的影響因素有很多，筆者總結(jié)前人研究經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，得出以下結(jié)論：

（1）不同的衛(wèi)星形態(tài)及高度角，對(duì)RTK測(cè)量精度的影響很大。選擇合理的高度角和衛(wèi)星形狀，將極大地提高測(cè)量精度。

（2）在對(duì)空通視環(huán)境較差的地方，應(yīng)適當(dāng)增加觀測(cè)時(shí)間，以提高RTK測(cè)量的測(cè)量精度[3]。

（3）在電臺(tái)模擬作業(yè)的RTK測(cè)量作業(yè)中，流動(dòng)站與基準(zhǔn)站的距離不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)盡量縮小兩者之間的距離，以提高RTK測(cè)量時(shí)的定位精度和測(cè)量穩(wěn)定性。

（4）為了提高坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度，在進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡量選取分布均勻且等級(jí)高的公共點(diǎn)。

2.3地質(zhì)勘探網(wǎng)及控制測(cè)量

RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探網(wǎng)及控制測(cè)量中的測(cè)量精度、效率及經(jīng)濟(jì)性都較強(qiáng)。地質(zhì)勘探網(wǎng)由基線和若干勘探線構(gòu)成，其傳統(tǒng)的控制測(cè)量方式較為繁瑣，需要消耗較大的人力物力，是勘探工作中較為艱苦的工作。RTK技術(shù)的運(yùn)用極大地改變了地質(zhì)勘探網(wǎng)及控制測(cè)量工作，使得其變得越來(lái)越方便?？梢哉f(shuō)，RTK必將取代控制測(cè)量，成為地質(zhì)勘探網(wǎng)及其控制網(wǎng)建設(shè)的潮流手段。

3　結(jié)論

RTK技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、效率高、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在煤田地質(zhì)勘探測(cè)量中有著重要作用。因此，工程人員要在熟悉RTK技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)RTK技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步的探索，以期更好地促進(jìn)我國(guó)RTK技術(shù)的發(fā)展。

[1]王勉.GPS RTK工程測(cè)量精度影響因素的探討[J].科技傳播,2011(14).

[2]李引生,周朝義,郭彥明,何小利.GPS RTK測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的探討[J].全球定位系統(tǒng),2005(06).

[3]丁小亮,李東楓.RTK測(cè)量精度分析[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊,2013, (07):212-212.

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-293-1