GPSRTK技術(shù)在物探工程測(cè)量中應(yīng)用

黃慧英

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的飛快發(fā)展，也促使了GPS RTK技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。我們將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到物探工程的監(jiān)測(cè)之中，不僅可以大大提高監(jiān)測(cè)工作效率，更是可以提升監(jiān)測(cè)工作的工作質(zhì)量，減少原有的測(cè)量誤差，可以說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)的研究、投入、發(fā)展、完善為工程測(cè)量的精確性和高效性以及減少基層測(cè)量人員的工作負(fù)擔(dān)發(fā)揮了重要的實(shí)質(zhì)性作用。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù) 物探工程 測(cè)量 分析

中圖分類號(hào)：P22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0035-02

GPS RTK技術(shù)在物探工程測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用，可以有效提高物探工程測(cè)量的準(zhǔn)確性與高效性，對(duì)工程測(cè)量的發(fā)展有著重要意義。下面文章內(nèi)文分別對(duì)GPS和GPS RTK技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析，并對(duì)GPS RTK技術(shù)在地震勘探線測(cè)量中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，最后對(duì)GPS RTK技術(shù)的影響因素以及對(duì)策進(jìn)行分析，以供相關(guān)從業(yè)人員參考。

1 GPS和GPS RTK技術(shù)的概述

1.1 GPS的概述

眾所周知，GPS實(shí)際上就是我們經(jīng)常所說(shuō)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，用英文來(lái)表示為Global Positioning System。它是依靠地球衛(wèi)星的信號(hào)傳輸功能來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行輸出，以此來(lái)確定全球的某一具體位置，可以說(shuō)在全球來(lái)講它也是最為先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)。GPS是由24顆衛(wèi)星共同組成的，他們所處的軌道位置大不相同，一共分布在6個(gè)軌道面中，各個(gè)衛(wèi)星之間的距離在60°，利用此系統(tǒng)的信號(hào)收發(fā)功能可以在地球上的任意一點(diǎn)都能夠接收到大于4顆衛(wèi)星所傳輸出的信號(hào)。而且可以及時(shí)準(zhǔn)確地提供位置的三維坐標(biāo)給系統(tǒng)的操作人員，正是因?yàn)樗兄焖倬珳?zhǔn)的特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在大地測(cè)量、工程測(cè)量等難度高、范圍大的測(cè)量項(xiàng)目當(dāng)中。

1.1.1 GPS的靜態(tài)控制測(cè)量

物探測(cè)量所依據(jù)的基礎(chǔ)是高程控制測(cè)量，而現(xiàn)階段在高程控制測(cè)量中最為常用的測(cè)量技術(shù)就是GPS的靜態(tài)控制測(cè)量，因?yàn)槠鋼碛懈咝省⒏哔|(zhì)量、高精準(zhǔn)度以及高靈活度等特點(diǎn)，正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)的存在，所以，在工程控制測(cè)量中占有了主體地位，可以有效地對(duì)不同的控制網(wǎng)進(jìn)行連接和創(chuàng)建，而物探測(cè)量的特點(diǎn)則是測(cè)量環(huán)境歸整度強(qiáng)和范圍小的特點(diǎn)，所以，在測(cè)量的過(guò)程中都會(huì)采用中點(diǎn)多邊形布網(wǎng)的方式，應(yīng)當(dāng)注意的是要在布網(wǎng)時(shí)注意選擇位置較高的地方，且不與高壓線產(chǎn)生交集，以免使衛(wèi)星信號(hào)的收發(fā)受到干擾，影響準(zhǔn)確性。

1.1.2 GPS的靜態(tài)外業(yè)數(shù)據(jù)采集

GPS的靜態(tài)外業(yè)數(shù)據(jù)采集是由三大組分組成的，分別是GPS的三角網(wǎng)布設(shè)、勘控點(diǎn)精度和靜態(tài)內(nèi)業(yè)務(wù)處理。在應(yīng)用三角網(wǎng)布設(shè)時(shí)一定要保證其布設(shè)要求與標(biāo)準(zhǔn)要求相符合，注意布網(wǎng)總長(zhǎng)短的變化，保證其變化差在一定的范圍內(nèi)，注重長(zhǎng)邊要小于等于短邊2倍的原則。而且還要確保三角網(wǎng)的交角要保持在45°～135°之間，同時(shí)還應(yīng)注意遠(yuǎn)離高壓線的原則。當(dāng)然，也要保持控制點(diǎn)和微波信號(hào)之間的距離要在相應(yīng)的范圍內(nèi)，布設(shè)時(shí)既要選擇較高的位置也要注意控制點(diǎn)的保存。為了放樣點(diǎn)標(biāo)志保存的便捷性應(yīng)該采用0 cm的木樁來(lái)對(duì)樣點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。當(dāng)測(cè)量需要在野外進(jìn)行時(shí)，要及時(shí)地了解戶外的天氣狀況、工作儀器設(shè)備的型號(hào)、參數(shù)、作業(yè)的詳細(xì)時(shí)間等，然后對(duì)多采用不同儀器所測(cè)量出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，以強(qiáng)化測(cè)量的精準(zhǔn)性。

1.2 GPS RTK的概述

1.2.1 GPS RTK技術(shù)的工作原理

它的工作原理是在等級(jí)比較高的基站上方安裝好一臺(tái)GPS接收機(jī)，然后對(duì)全部可以觀看到的衛(wèi)星進(jìn)行持續(xù)性和觀測(cè)，并把所觀測(cè)和接收到的信息數(shù)據(jù)利用無(wú)線電的形式將其傳送給相應(yīng)的設(shè)備，輸送到流動(dòng)站，這樣在流動(dòng)站所安裝的GPS接收機(jī)就會(huì)在受到衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，就會(huì)對(duì)基準(zhǔn)站所傳輸過(guò)來(lái)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，在依據(jù)GPS的定位原理來(lái)準(zhǔn)確的計(jì)算出精準(zhǔn)的位置和三維坐標(biāo)。

1.2.2 GPS RTK技術(shù)的主要特點(diǎn)分析

與我國(guó)以往比較傳統(tǒng)的測(cè)量學(xué)和方法相比，RTK測(cè)量技術(shù)主要具備以下幾種優(yōu)點(diǎn)：（1）在定位方面擁有較高的精準(zhǔn)性。（2）在確定三維坐標(biāo)方面準(zhǔn)確又快速。（3）在測(cè)量距離和操作方面有著測(cè)量距離遠(yuǎn)、操作便捷、效率高和減輕工作強(qiáng)度的特點(diǎn)。（4）測(cè)站和測(cè)站之間是相互獨(dú)立的，不需進(jìn)行其他的連接和通視，也沒(méi)有誤差的出現(xiàn)和傳遞。

2 GPS RTK技術(shù)在地震勘探線測(cè)量中的具體應(yīng)用

在對(duì)地震勘探線進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，首先應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)新的工程文件，而且要在其基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個(gè)新型的坐標(biāo)系，并將GPS的基本點(diǎn)校準(zhǔn)到位。應(yīng)注意的是，在校正基本點(diǎn)過(guò)程中，要利用GPS的靜態(tài)數(shù)據(jù)，在新建的具體坐標(biāo)系與各個(gè)勘控點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的文件中直接完成。要保證GPS點(diǎn)校正的精確度，一般來(lái)說(shuō)，利用這種方式來(lái)對(duì)基本點(diǎn)進(jìn)行校正應(yīng)將其水平誤差控制在0.018 m之內(nèi)，把垂直誤差控制在0.021 m之內(nèi)，等到校正完成后，就可以使用RTK技術(shù)來(lái)完成放樣定測(cè)工作。此外，在測(cè)量的過(guò)程中，還應(yīng)注意參考站的建立，應(yīng)注意其位置的選擇，堅(jiān)持遠(yuǎn)離高壓線的布設(shè)原則，以免使信號(hào)受到相關(guān)電磁設(shè)備的干擾，影響信號(hào)的收發(fā)。在建立參考站時(shí)，位置應(yīng)該以開(kāi)闊平坦為主，目的是保證儀器架設(shè)的平穩(wěn)性。對(duì)各個(gè)儀器的電纜插孔進(jìn)行正確的連接并將其啟動(dòng)，調(diào)整儀器在動(dòng)態(tài)測(cè)量狀態(tài)，對(duì)電臺(tái)所傳輸?shù)臒o(wú)線信號(hào)進(jìn)行確定。應(yīng)當(dāng)注意以下三點(diǎn)：（1）天線的高度一定要和GPS文件中所規(guī)定的高度相符合，也就是天線的槽口頂端或天線護(hù)圈中心。（2）在設(shè)置電臺(tái)頻率時(shí)一定要保證與其他相關(guān)電臺(tái)的頻道相互獨(dú)立。（3）一定要確保參考站和流動(dòng)站的電臺(tái)頻率的一致性。

在進(jìn)行放樣工作時(shí)，一定要遵守檢波點(diǎn)和炮點(diǎn)的編號(hào)規(guī)則，保證編號(hào)總數(shù)一共6位，前三位是線號(hào)，后三位表示點(diǎn)號(hào)。在進(jìn)行放樣和定測(cè)時(shí)，要采用動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)和RTK方法進(jìn)行，其中接收機(jī)要4套。在進(jìn)行作業(yè)之前要依據(jù)需要對(duì)各個(gè)勘探線端點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行輸入，并建立一定的直線。在建立直線過(guò)程中，應(yīng)將其起始點(diǎn)的樁號(hào)設(shè)置為330，保證點(diǎn)號(hào)和距離相互對(duì)應(yīng)。當(dāng)流動(dòng)站接收到參考站所傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)后一定要到已知點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以保證參考站位置的準(zhǔn)確性。檢測(cè)完成并且沒(méi)有誤差存在的情況下就可以進(jìn)行施工作業(yè)。在RTK手薄完成后，載氣菜單中將測(cè)量的圖標(biāo)打開(kāi)，選擇RTK測(cè)量方式，并雙擊放樣選項(xiàng)，就可以直接進(jìn)入到放樣直線上點(diǎn)的測(cè)量工作。當(dāng)所顯示的直線起始樁號(hào)為0+330時(shí)，也就是指的001線上的033號(hào)點(diǎn)，對(duì)放樣的方向進(jìn)行點(diǎn)擊，箭頭所指的方向就是033號(hào)點(diǎn)。當(dāng)與點(diǎn)位接近時(shí)，就會(huì)有提示音出現(xiàn)并用十字線表示出來(lái)。當(dāng)流動(dòng)站的天線處于平整的狀態(tài)時(shí)，要用十字線的同心圓把033點(diǎn)號(hào)的位置進(jìn)行確定。在保證RTK得到固定的前提下，操控回車(chē)鍵就可以來(lái)對(duì)放樣點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀測(cè)，時(shí)間在3 s左右。要確保物理點(diǎn)的放樣位置偏差不超過(guò)20 cm，水平和垂直方面的誤差不超過(guò)5 cm。對(duì)于超出偏差范圍的放樣點(diǎn)應(yīng)該重新進(jìn)行放樣和定測(cè)，直到其位置的精準(zhǔn)性為止，對(duì)其觀測(cè)值進(jìn)行儲(chǔ)存。對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)記應(yīng)用木樁加上紅布條或者黃布條來(lái)完成，并將點(diǎn)號(hào)用記號(hào)筆寫(xiě)在布條上。當(dāng)對(duì)001號(hào)線的033點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量完成后，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)記，然后在進(jìn)行下一點(diǎn)的觀測(cè)，以此類推直到這條完整的直線觀測(cè)完成。endprint

3 GPS RTK技術(shù)的影響因素及對(duì)策

在我國(guó)測(cè)量的領(lǐng)域當(dāng)中，GPS RTK技術(shù)可以說(shuō)是一項(xiàng)最為先進(jìn)的技術(shù)，應(yīng)用也十分廣泛，將其引用到工程測(cè)量當(dāng)中，不但提高了測(cè)量的質(zhì)量和效率，而且還為我國(guó)測(cè)量行業(yè)的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。它的高精準(zhǔn)性保證了測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，不易受外部影響且攜帶便捷、接收能力強(qiáng)等特點(diǎn)，也決定了它測(cè)量范圍的廣泛性和地理環(huán)境的高適應(yīng)性。GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的效率高、靈活性強(qiáng)、全天候、精確度高的測(cè)量方式，使其可以與物探工程測(cè)量技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。雖然此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得了相應(yīng)的成果，但在應(yīng)用的過(guò)程中還是存有一定的局限性，容易受到其他因素的制約。

對(duì)它在物探工程測(cè)量中的應(yīng)用和實(shí)踐進(jìn)行了具體全面性的分析和探究，保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，就必須要確保其數(shù)據(jù)鏈連接的穩(wěn)定性，因其準(zhǔn)確性是環(huán)環(huán)相扣，并不是獨(dú)立存在的，所以，只要有一部分?jǐn)?shù)據(jù)中間存在誤差，就會(huì)引起連鎖反應(yīng)，造成工作開(kāi)展無(wú)法向下進(jìn)行，甚至導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在很大的誤差，其中導(dǎo)致數(shù)據(jù)鏈不穩(wěn)定的因素有多個(gè)方面。如電磁信號(hào)的干擾、所需相關(guān)儀器的質(zhì)量及性能、基準(zhǔn)站位置選擇不夠科學(xué)合理以及天線功能弱等多個(gè)方面，都會(huì)影響到數(shù)據(jù)鏈。

因此，要想進(jìn)一步使數(shù)據(jù)鏈的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性得到保障，就需要對(duì)其進(jìn)行深入的研究和探討，采取相應(yīng)的方法對(duì)GPS RTK技術(shù)中所存在的缺陷進(jìn)行完善和優(yōu)化，使其能夠發(fā)揮出最大的效用，從而推動(dòng)測(cè)量行業(yè)發(fā)展。我們可以依據(jù)信號(hào)的頻率變動(dòng)情況來(lái)對(duì)天線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，將配置工作做好，以此來(lái)確保信號(hào)收發(fā)的高效性和快速性。將基準(zhǔn)站建立在遠(yuǎn)離干擾源的空曠且高度較高的地帶，嚴(yán)格地按照相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行電臺(tái)以及其他儀器的設(shè)置工作，保證操作科學(xué)合理，準(zhǔn)確到位，從而使GPS RTK技術(shù)能夠充分發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，為測(cè)量事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，將GPS RTK技術(shù)應(yīng)用到物探工程測(cè)量當(dāng)中，對(duì)物探工程測(cè)量高效性和高質(zhì)量，對(duì)工程測(cè)量的發(fā)展來(lái)說(shuō)意義重大。雖然利用它實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸、準(zhǔn)確的定位等功能，但由于對(duì)其的研究時(shí)間還較短，所以，避免不了問(wèn)題的存在，就要求我們不要懈怠，要更加努力地對(duì)其進(jìn)行更進(jìn)一步的研究和發(fā)掘，充分開(kāi)發(fā)其潛能和作用，對(duì)其自身的缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)和優(yōu)化，從而使其為我國(guó)物探工程測(cè)量奠定良好的基礎(chǔ)，促進(jìn)工程測(cè)量更好發(fā)展，也為其自身的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

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