RTK在祥查礦區(qū)中的應(yīng)用

楊云河（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北大隊(duì)，江西上饒334000）

RTK在祥查礦區(qū)中的應(yīng)用

楊云河（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北大隊(duì)，江西上饒334000）

本文結(jié)合地質(zhì)祥查礦區(qū)工程測(cè)量的實(shí)際工作，利用GPSRTK在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用，探討了GPSRTK在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用方向，給出了GPSRTK在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用思路。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的提高、北斗衛(wèi)星的加入，GPSRTK將擁有更廣的發(fā)展前景。

GPSRTK；地質(zhì)；工程測(cè)量；礦區(qū)

1　礦區(qū)概況

地質(zhì)祥查礦區(qū)位于江西省鉛山縣英將鄉(xiāng)山區(qū)，東接五府山鎮(zhèn)，南接武夷山脈，西接武夷山鎮(zhèn)，北接石塘鎮(zhèn)和英將鄉(xiāng)，屬英將鄉(xiāng)管轄。地形情況：測(cè)區(qū)屬山區(qū)地形，山高林密地勢(shì)陡峭起伏較大，高差近300m，植被多以灌木和毛竹為主，很少高大樹木，多年封山肓林，通行通視較困難；沒(méi)有不利于GPS信號(hào)接收的各種多路徑因素，局部山溝無(wú)移動(dòng)信號(hào)（礦區(qū)移動(dòng)信號(hào)只有較高處或山頭有信號(hào)）。

2　測(cè)量的目的和內(nèi)容

地質(zhì)找礦大多是在偏遠(yuǎn)山區(qū)，又無(wú)國(guó)家控制點(diǎn)可用，移動(dòng)信號(hào)也不好，常規(guī)測(cè)量方法已不能滿足日易提高的地質(zhì)技術(shù)要求，而且作業(yè)周期長(zhǎng)，工作量大，精度較低；地質(zhì)工程測(cè)量就是為地質(zhì)找礦服務(wù)，提高了定位精度，就提高了地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算的精度。礦區(qū)基本測(cè)量任務(wù)是：測(cè) 1：2000地形圖面積約1.5km2，南高北低，基線2條，剖面48條（比例尺1：1000）總長(zhǎng)近46000m，槽探32條，地質(zhì)點(diǎn)及鉆孔幾十個(gè)。

3　測(cè)量方法

3.1礦區(qū)控制測(cè)量

由于該礦區(qū)為較大祥查礦區(qū)，故礦區(qū)首級(jí)控制測(cè)量選用礦區(qū)周邊四個(gè)C級(jí)控制點(diǎn)為起算點(diǎn)，在礦區(qū)作業(yè)區(qū)域內(nèi)較高且網(wǎng)絡(luò)信號(hào)較好的地方（一般為高處）均勻布設(shè)13個(gè)能永久保存的二級(jí)動(dòng)態(tài)GPS點(diǎn)。祥查礦區(qū)首級(jí)控制點(diǎn)使用江西省連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（JXCORS），手簿新建工程，設(shè)置基本投影參數(shù)，使移動(dòng)站分別采集4個(gè)C級(jí)點(diǎn)的測(cè)量固定解狀態(tài)下的座標(biāo)，依次輸入各已知目標(biāo)點(diǎn)的座標(biāo)值，經(jīng)七參數(shù)解算合格后即可使用（最大點(diǎn)位中誤差；0.0133m，最大高程中誤差：0.0235m）；測(cè)量時(shí)架設(shè)三角架觀測(cè)，礦區(qū)二級(jí)點(diǎn)要兩兩通視。由于礦區(qū)部份地方無(wú)移動(dòng)信號(hào)，圖根點(diǎn)（加密控制點(diǎn)）使用中海達(dá)RTK V30電臺(tái)1+1完成布設(shè)，基準(zhǔn)站設(shè)置在礦區(qū)中部地勢(shì)較高通訊條件較好的二級(jí)控制點(diǎn)上，使用同一工程參數(shù)文件，移動(dòng)站與基準(zhǔn)站連接好后，移動(dòng)站手簿設(shè)置，在礦區(qū)內(nèi)布設(shè)圖根控制點(diǎn)，以備全站儀配合使用。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)條件好的礦區(qū)，可直接利用網(wǎng)絡(luò)GPSRTK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(cè)量的需要。礦區(qū)內(nèi)的控制點(diǎn)應(yīng)該兩兩通視，點(diǎn)位精度使用全站儀設(shè)站檢查，實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)與計(jì)算邊長(zhǎng)相比較，經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)精度指標(biāo)完全符合有關(guān)規(guī)范的要求。

3.2地形測(cè)量

地質(zhì)找礦常需要大比例尺地形測(cè)圖，在地形條件網(wǎng)絡(luò)信號(hào)條件等較好的情況下，可直接利用網(wǎng)絡(luò)RTK采集測(cè)量數(shù)據(jù)。該礦區(qū)地形條件差，山高林密，地勢(shì)陡峭，最大高差約300m，測(cè)繪面積約1.5km2，部份地區(qū)又無(wú)網(wǎng)絡(luò)可用，則利用電臺(tái)RTK1+1配合全站儀采集測(cè)量數(shù)據(jù)是最好的選擇。為了移動(dòng)站接收電臺(tái)信號(hào)好，可選擇將基站架設(shè)在所測(cè)區(qū)域較近的高處二級(jí)控制點(diǎn)上，電臺(tái)天線可選擇綁在基站邊較高的小樹上以增強(qiáng)電臺(tái)信號(hào)，記住每天開工前和結(jié)束后都要在已知控制點(diǎn)上檢查測(cè)量成果，以確保測(cè)繪成果的可靠。無(wú)論那種方法，與傳統(tǒng)測(cè)量方法（全站儀）相比，都大大提高了工作效率和測(cè)圖精度；不用站點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)的通視，在山區(qū)這是最大的優(yōu)點(diǎn)，大大減少遷站之苦，而且測(cè)點(diǎn)誤差各自獨(dú)立。

3.3勘探線剖面測(cè)量

礦區(qū)基線為地質(zhì)勘探設(shè)計(jì)方位130°和80°兩條基線及基線端點(diǎn)座標(biāo)；剖面方位40°和170°，剖面線間距50m，長(zhǎng)度各不相等 （圖1）。常規(guī)測(cè)量方法是在基線上先確定剖面線的0點(diǎn)（基線與剖面線的交點(diǎn)），而后在0點(diǎn)設(shè)站基線方向定向，正負(fù)90°方向定出剖面線方向，后在線上通視前提定出方向線點(diǎn)并測(cè)量（要求10～20m打一木樁并編寫記號(hào)，方便后期地質(zhì)工作），以支導(dǎo)線的測(cè)量方法逐點(diǎn)完成，誤差主要是支導(dǎo)方向誤差，而GPSRTK是利用設(shè)備自有的線放樣程序，用剖面線與基線的設(shè)計(jì)交點(diǎn)座標(biāo)為起點(diǎn)及兩端點(diǎn)座標(biāo)為方向點(diǎn)，用導(dǎo)航的方式看著手簿上里程和偏線的數(shù)據(jù)變化，在所要求的距離（包括地形變化點(diǎn)）和偏線之內(nèi)采點(diǎn)打樁，即能完成勘探線剖面測(cè)量任務(wù)。與常規(guī)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比GPSRTK主要表現(xiàn)在精確度高，測(cè)量時(shí)間短，效率高，使用簡(jiǎn)單方便等；①GPSRTK的線放樣功能（還有點(diǎn)放樣功能）可確保觀測(cè)點(diǎn)在設(shè)計(jì)剖面線上不偏移，可保證觀測(cè)剖面線上地形點(diǎn)的高程精度；②不用為了通視砍很多樹，只要人和設(shè)備能通行即可，大大減弱勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；③測(cè)量時(shí)注意避開大樹下和陡崖下，這些地方衛(wèi)星信號(hào)可能被遮檔，除此之外在衛(wèi)星接收信號(hào)好的前提下（電臺(tái)是沒(méi)有問(wèn)題的），采點(diǎn)時(shí)間很短，手簿操作也方便簡(jiǎn)單。

圖1　剖面線設(shè)計(jì)圖及工程成果圖

3.4地質(zhì)工程測(cè)量

在工程點(diǎn)布設(shè)精度要求較高，山區(qū)通視條件差，這時(shí)我們利用GPSRTK就十分方便快捷，把設(shè)計(jì)工程點(diǎn)坐標(biāo)輸人到掌上機(jī)上，然后利用GPSRTK的放樣功能，把點(diǎn)位布設(shè)到實(shí)地，工程點(diǎn)（如鉆孔）布設(shè)通常很分散，全站儀支站很不方便，且支站多誤差大，少部份山溝和高大樹木下，衛(wèi)星接收信號(hào)不好的地方以全站儀配合即可完成。

使用GPSRTK進(jìn)行地質(zhì)工程點(diǎn)（包括：地質(zhì)點(diǎn)，槽探，鉆孔孔位等）定位測(cè)量非常方便，工作時(shí)選擇在有利地形已知的二級(jí)控制點(diǎn)上架設(shè)好基準(zhǔn)站，移動(dòng)站在另一已知二級(jí)控制點(diǎn)上檢查無(wú)誤后既可對(duì)各地質(zhì)工程點(diǎn)進(jìn)行逐一測(cè)量，由于這些工程點(diǎn)座標(biāo)精度較地形點(diǎn)要求高，一般以測(cè)量圖根點(diǎn)的要求進(jìn)行測(cè)量。

3.5總結(jié)

（1）基準(zhǔn)站的設(shè)置。在沒(méi)有RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)的地區(qū)，基準(zhǔn)站可設(shè)在未知點(diǎn)上，有已知點(diǎn)又有轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)可設(shè)在已知點(diǎn)上；轉(zhuǎn)換參數(shù)的采集起算點(diǎn)應(yīng)是高等級(jí)已知點(diǎn)所包圍的范圍之內(nèi)，在已知控制點(diǎn)不能滿足礦山工作需要時(shí)，用網(wǎng)絡(luò)RTK就可直接發(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)注意的幾點(diǎn)：①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；②移動(dòng)站要注意保持與基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈連接；③移動(dòng)站測(cè)量時(shí)必須注意氣泡中和輸人數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；④線放樣時(shí)線上偏移距不能過(guò)大，遇復(fù)雜地形偏移過(guò)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(cè)量的精度。

（3）使用GPSRTK測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行地質(zhì)工程測(cè)量是測(cè)量工作的一大進(jìn)步，他從根本上改變了測(cè)量工作的傳統(tǒng)作業(yè)方式。RTK測(cè)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(cè)、記錄、使用測(cè)量數(shù)據(jù)，無(wú)須再進(jìn)行復(fù)雜的平差計(jì)算；③精度高，其測(cè)量成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于導(dǎo)航型手持機(jī)的測(cè)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(cè)量外的所有測(cè)量工作的需要；④目前該技術(shù)還具有一定的局限性.受無(wú)線通訊技術(shù)的限制，一般只在10km左右，山區(qū)根據(jù)地形情況則作用距離更近。

（4）總之，與傳統(tǒng)的全站儀測(cè)量相比，使用GPSRTK測(cè)量系統(tǒng)提高了地質(zhì)工程測(cè)量精度。在測(cè)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(cè)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(cè)量點(diǎn)位的累積誤差，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。在林區(qū)作業(yè)時(shí)，可不著重通視過(guò)程，基本避免了砍伐樹木，減少了與林業(yè)部門的行業(yè)糾紛和毀林賠償，同時(shí)也縮短了測(cè)量工作進(jìn)程；降低了測(cè)量工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了作業(yè)時(shí)間。為我們今后的地質(zhì)工程測(cè)量工作和其他測(cè)量工作提供了十分有力的條件；促進(jìn)了找礦工作的順利進(jìn)行。

4　結(jié)束語(yǔ)

GPSRTK即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衛(wèi)星全球定位技術(shù)的簡(jiǎn)稱，它是通過(guò)一臺(tái)基準(zhǔn)站和若干臺(tái)移動(dòng)站組成的測(cè)量系統(tǒng)，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間使用無(wú)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(cè)量數(shù)據(jù)，基準(zhǔn)站同時(shí)又把測(cè)量修正參數(shù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈傳送給移動(dòng)站，使移動(dòng)站測(cè)量數(shù)據(jù)得到改正而獲得所需要的測(cè)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(cè)量工作。GPSRTK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(guò)程。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的提高和移動(dòng)基站發(fā)送塔的增多、北斗衛(wèi)星的加入，CORM網(wǎng)絡(luò)以取代電臺(tái)傳送，部份地方配以全站儀即可完成測(cè)量任務(wù)，GPSRTK將擁有更廣的發(fā)展前景。

[1]《城市測(cè)量規(guī)范》（GJJT8-2011）[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量規(guī)范》（GB/T18341-2001）.

[3]《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范》（CH/T 2009-2010）.

TD17

A

2095-2066（2016）31-0108-02

2016-10-23