試析GPSRTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中的應(yīng)用

趙志強(qiáng)

（黑龍江省第五地質(zhì)勘察院）

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展新形勢下，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，測繪儀器以及測繪理論與技術(shù)也日趨發(fā)展完善，數(shù)字化測圖逐漸取代傳統(tǒng)的模擬測繪方法，尤其是GPS RTK技術(shù)的出現(xiàn)，在礦產(chǎn)實(shí)地測量中發(fā)揮著重要的作用，本文就此進(jìn)行簡要分析，以促進(jìn)GPS RTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中的應(yīng)用價(jià)值得到最大程度的發(fā)揮，為礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù)；礦產(chǎn)；實(shí)地測量；應(yīng)用

GPS RTK技術(shù)是基于GPS技術(shù)與RTK技術(shù)之上所形成的一種數(shù)字化測繪技術(shù)，GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)，是一種現(xiàn)代化的測量定位設(shè)備，具有全天候和全方位的特點(diǎn)，在工程測量、地質(zhì)礦產(chǎn)測量、房產(chǎn)測量以及勘界與撥地測量等領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用價(jià)值。RTK技術(shù)是基于實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測站的載波相位的基礎(chǔ)上，為工程測量提供觀測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度與可靠性較高。RTK技術(shù)操作簡單，測繪功能強(qiáng)大且作業(yè)效率較高，在數(shù)據(jù)處理方面的能力較強(qiáng)。GPS RTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中具有良好的應(yīng)用價(jià)值，以下開展具體分析。

1 測量原理

GPS RTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中發(fā)揮著重要的作用，是一種現(xiàn)代化的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，基于載波相位觀測值之上得以實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，測量速度較快且精準(zhǔn)度較高，滿足礦產(chǎn)實(shí)地測量的應(yīng)用需求。RTK定位以兩臺(tái)GPS接收機(jī)和一套無線數(shù)字通訊系統(tǒng)作為主要組成部分，通過整個(gè)數(shù)據(jù)鏈的協(xié)調(diào)配合，形成了具有獨(dú)立性特征的GPS信號(hào)接收系統(tǒng)，開展實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量。

基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的配合主要是通過電臺(tái)來實(shí)現(xiàn)的，以觀測信息和觀測數(shù)據(jù)作為傳輸對(duì)象，基于電臺(tái)傳輸給流動(dòng)站，流動(dòng)站對(duì)觀測信號(hào)與載波信號(hào)進(jìn)行差分處理，解出基線值，在輸入坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和投影參數(shù)后，即可得出測點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)際測量結(jié)果具有實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的特點(diǎn)。

GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)配置包括以下三部分：一是基準(zhǔn)站接收機(jī)，二是移動(dòng)站接收機(jī)，三是數(shù)據(jù)鏈?；鶞?zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在具有已知坐標(biāo)（也可無已知坐標(biāo)，地勢較高）的參考點(diǎn)上，連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將測站的坐標(biāo)、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送出去。移動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)。通過OTF（ON THE FLY）算法快速求解載波相位整周模糊度，通過相對(duì)定位模型獲取所在點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)和精度指標(biāo)。

2 GPS RTK測量實(shí)例

2.1 GPS RTK在礦區(qū)圖根控制測量中的應(yīng)用

就礦產(chǎn)實(shí)地測量的具體情況來看，GPS RTK的應(yīng)用比較簡單，操作便捷程度高，往往不收地形等因素的限制，無需多次設(shè)站，從根本上降低了測量累計(jì)誤差，保證了測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。在礦區(qū)圖根控制測量中，基于GPS RTK技術(shù)建立標(biāo)準(zhǔn)的GPS控制點(diǎn)，明確投影的局部歸化參數(shù)，此時(shí)相關(guān)儀器能夠直接將坐標(biāo)與高程數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄小賴，為厚度控制點(diǎn)水平殘差與垂直殘差的查看與解算提供可靠的數(shù)據(jù)支持?；贕PS RTK技術(shù)能夠準(zhǔn)確解算出坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)、水平殘差與垂直殘差的數(shù)據(jù)范圍。通過觀測不同時(shí)段取平均值的方式，能夠準(zhǔn)確獲取待測點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)，并保證觀測精度的準(zhǔn)確性和可靠性。

如果四等水準(zhǔn)網(wǎng)高程中誤差取±2.0cm，RTK高程測量的中誤差采用其預(yù)設(shè)精度±2.0cm。則利用誤差傳播定律可以得到高程較差理論中誤差為±2.8cm，高程較差允許誤差為±5.6cm。可見求得的高程較差中誤差小于高程較差理論中誤差。

礦產(chǎn)實(shí)地測量相關(guān)經(jīng)驗(yàn)表明，基于RTK技術(shù)所開展的高程計(jì)算的相鄰高差精度可靠，很少受到相鄰點(diǎn)間長度的影響，并且實(shí)際高差精度與四等水準(zhǔn)測段長度之間存在著密切的聯(lián)系。為保證礦產(chǎn)實(shí)地測量相關(guān)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和可靠性，應(yīng)用GPS RTK技術(shù)快展實(shí)際測量時(shí)，應(yīng)當(dāng)以不同精度雙觀測值作為主要依據(jù)，進(jìn)行對(duì)比分析，保證測量的準(zhǔn)確度，將高差較差單位中的誤差控制在一定范圍內(nèi)。

2.2 RTK技術(shù)在礦區(qū)地理要素、礦業(yè)權(quán)要素測量中的應(yīng)用

RTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中具有良好的應(yīng)用價(jià)值，還體現(xiàn)在礦區(qū)地理要素以及礦業(yè)權(quán)要素測量等方面。RTK技術(shù)能夠基礎(chǔ)自身快速定位、實(shí)時(shí)獲取結(jié)果等優(yōu)點(diǎn)，在采礦工程、探礦工程等方面發(fā)揮著重要的作用，基于GPS基準(zhǔn)站、數(shù)臺(tái)移動(dòng)GPS接收機(jī)即可開始碎部點(diǎn)測量工作，比常規(guī)狀態(tài)下的數(shù)字測圖更具時(shí)效性和精準(zhǔn)性。RTK技術(shù)在礦區(qū)地理要素以及礦業(yè)權(quán)要素測量中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)結(jié)合測量現(xiàn)場地理要素的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)測量距離進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，并依照設(shè)定距離采集相關(guān)數(shù)據(jù)，勻速測量的過程中，可以認(rèn)為設(shè)定采集時(shí)間間隔，最終測量目標(biāo)是保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

待礦產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)采集完成后，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，將數(shù)據(jù)妥善保存至硬盤，經(jīng)過專業(yè)軟件將礦產(chǎn)實(shí)地測量相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理，生成《采礦權(quán)開拓工程平面圖》或《探礦權(quán)勘察實(shí)際材料圖》，為后續(xù)礦產(chǎn)相關(guān)工作的順利開展提供可靠的數(shù)據(jù)信息支持。基于RTK技術(shù)所開展的礦區(qū)地理要素以及礦業(yè)權(quán)要素測量工作，對(duì)測量作業(yè)人數(shù)并沒有嚴(yán)格的要求，可以是單人作業(yè)，也可以是多人同時(shí)作業(yè)，數(shù)據(jù)采集結(jié)果并不會(huì)受到影響，并且采點(diǎn)速度快，精準(zhǔn)度高，在提高礦產(chǎn)實(shí)地測量作業(yè)效率上發(fā)揮著重要的作用。

3 GPS RTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中的優(yōu)越性

第一，RTK技術(shù)能夠滿足礦產(chǎn)實(shí)地測量中對(duì)導(dǎo)線和四等水準(zhǔn)測量的要求。由于RTK技術(shù)不同于常規(guī)的控制測量，不可能完全用常規(guī)控制測量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來衡量，尤其是在邊長較短的相鄰點(diǎn)表現(xiàn)比較明顯。RTK技術(shù)的測量誤差均勻、獨(dú)立，不存在誤差積累，精度可靠程度較高。

第二，RTE技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)地提供測量成果，不需要分級(jí)布網(wǎng)，可以大大減少生產(chǎn)成本，減輕作業(yè)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高測量速度和企業(yè)效益。

第三，RTK技術(shù)操作簡便，靈活方便，工作狀態(tài)穩(wěn)定。能快速、準(zhǔn)確地測定圖根點(diǎn)、工程點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，實(shí)時(shí)提供精度可達(dá)厘米級(jí)經(jīng)檢核的三維坐標(biāo)。與傳統(tǒng)的測圖方法相比，人員少，費(fèi)用省，效率高。

第四，在宅曠地區(qū)，RTK能快速地完成碎部測量作業(yè)。在夜間作業(yè)，比常規(guī)測量作業(yè)方法更具優(yōu)越性。

第五，即便是在井下、高邊坡采坑、樹木茂密礦區(qū)。GPS無信號(hào)或出現(xiàn)盲區(qū)，初始化時(shí)間長或失鎖。影響測量精度，可采用全站儀測量碎部點(diǎn)的方法，從而快速地完成野外作業(yè)，也可以大大提高外業(yè)測圖的工作效率，進(jìn)而達(dá)到縮短工期，節(jié)約成本的目的。

結(jié)束語

總而言之，GPS RTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中具有良好的應(yīng)用價(jià)值，能夠滿足礦產(chǎn)實(shí)地測量中關(guān)于導(dǎo)線與四等水準(zhǔn)測量的具體要求，測量精準(zhǔn)度高且作業(yè)效率高，在減輕作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，便于加強(qiáng)礦產(chǎn)實(shí)地測量成本控制，切實(shí)維護(hù)企業(yè)的綜合效益。通過研究可知，GPS RTK技術(shù)在礦產(chǎn)實(shí)地測量中具有良好的應(yīng)用價(jià)值，在礦產(chǎn)行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]楊德庫.淺談GPS-RTK技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2013（12）.

[2]王炳旸.淺談GPSRTK在地質(zhì)礦產(chǎn)測量中的應(yīng)用[J].科學(xué)中國人，2015（6Z）.

[3]任國棟.淺談GPS-RTK技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用[J].中國科技縱橫，2013（20）：100-100.endprint