動(dòng)態(tài)RTK在礦山地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用研究

文 琳，陳 燕

（河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450000）

RTK測量技術(shù)結(jié)合了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。由于RTK技術(shù)操作方便、實(shí)時(shí)檢測精度高，所以在礦山地質(zhì)工程測量行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。RTK測量技術(shù)比傳統(tǒng)測量技術(shù)的測量速度、測量精準(zhǔn)度高，因此在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的影響下，礦產(chǎn)資源也越來越受到人們的重視，現(xiàn)階段礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的核心已逐漸轉(zhuǎn)移到對(duì)礦產(chǎn)資源的綜合開發(fā)和綜合使用方面[1]。

1 RTK測量技術(shù)的工作原理和使用特點(diǎn)

1.1 RTK測量技術(shù)的工作原理

RTK具有載波相位實(shí)時(shí)差分測量功能，RTK可實(shí)時(shí)將指定范圍內(nèi)的監(jiān)測點(diǎn)以厘米級(jí)精度展示出。RTK測量系統(tǒng)中包括信號(hào)接收、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理共三部分。

RTK測量技術(shù)中引用了GPS定位理論。測量人員將一信號(hào)接收機(jī)置于基準(zhǔn)站點(diǎn)之上，再將另一臺(tái)信號(hào)接收機(jī)放置待測站上，兩臺(tái)設(shè)備同步實(shí)時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)?；鶞?zhǔn)站將接收的GPS信號(hào)等由數(shù)據(jù)鏈傳輸至移動(dòng)站點(diǎn)的檢測設(shè)備中。如果精度數(shù)據(jù)等與相關(guān)要求一致，測量人員就要對(duì)該點(diǎn)坐標(biāo)信息進(jìn)行仔細(xì)的記錄并備份。

1.2 RTK測量技術(shù)的使用特點(diǎn)

（1）RTK測量技術(shù)的誤差。RTK測量技術(shù)的誤差與GPS靜態(tài)定位的誤差一致，一般情況下主要分為兩類：一類是與同測站產(chǎn)生的誤差，另一類是與同距離產(chǎn)生的誤差。同測站的誤差有很多，通常會(huì)受到設(shè)備天線運(yùn)行情況、多徑誤差、天氣等因素的影響進(jìn)而出現(xiàn)較大多徑誤差。多半徑圍度誤差是較為嚴(yán)重的一種，主要受GPS接收設(shè)備周圍環(huán)境影響，如天線周圍有物體或是水域就會(huì)直接反射回電磁波信息。天線以這種反射回的電磁波進(jìn)行測量，從而會(huì)產(chǎn)生定位誤差。

（2）初始化數(shù)值的模糊定位。要想明確初始化數(shù)值的具體時(shí)間與可靠性是檢驗(yàn)RTK測量系統(tǒng)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的關(guān)鍵所在，在正常條件下，地面兩點(diǎn)間的距離較短時(shí)，RTK可還原電離層、對(duì)流層之間的影響成分，剩余的影響因素也可通過對(duì)觀測值的差分處理對(duì)其進(jìn)行有效的消除和減弱。但介于電離層中電子含量會(huì)因時(shí)空的改變而出現(xiàn)變化，因此衛(wèi)星信號(hào)無法準(zhǔn)時(shí)到達(dá)基準(zhǔn)站，而且基準(zhǔn)線的線都越長，影響就會(huì)越大。

（3）RTK測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈。通常測量人員在使用RTK測量技術(shù)時(shí)，移動(dòng)站需要實(shí)時(shí)接收基準(zhǔn)站播發(fā)的差分信號(hào)，才能更好定位待測位置。所以RTK測量技術(shù)成功的決定因素是可以連續(xù)接收基準(zhǔn)站的信號(hào)，這也是對(duì)RTK系統(tǒng)的制約關(guān)鍵所在[2]。

（4）RTK測量系統(tǒng)的坐標(biāo)信息。RTK的測量系統(tǒng)與GPS靜態(tài)測量一致，GPS信號(hào)接收設(shè)備內(nèi)置的數(shù)據(jù)處理部分首先得出地心坐標(biāo)信息，在礦山地質(zhì)工程測量中使用地方坐標(biāo)系內(nèi)平面直角坐標(biāo)，最終得出的高程數(shù)值為正常值。

2 RTK技術(shù)在礦山地質(zhì)工程測量的使用關(guān)鍵點(diǎn)

（1）對(duì)于礦山地質(zhì)工程測量期間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的應(yīng)用策略。GPS設(shè)備對(duì)不同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)數(shù)據(jù)信息所進(jìn)行的靜態(tài)測量作業(yè)，通常是在數(shù)據(jù)信號(hào)檢測后所進(jìn)行的第二步驟。RTK測量技術(shù)可實(shí)時(shí)檢測出礦山地質(zhì)工程待測點(diǎn)位于坐標(biāo)系中的精確坐標(biāo)信息數(shù)據(jù)內(nèi)容。所以工程坐標(biāo)之間參數(shù)轉(zhuǎn)換的問題就很重要。坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換的主要方法為：在開展RTK測量作業(yè)前首先取礦山中一定數(shù)量的靜態(tài)GPS控制點(diǎn)，再與既定的坐標(biāo)系控制點(diǎn)相連，同時(shí)獲取GPS中礦山工程坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)和平面直角坐標(biāo)，之后再利用GPS數(shù)據(jù)處理軟件精確算出該工程坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。一般當(dāng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)得出時(shí)，測量人員要取礦山工程中不同基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行合理匹配，并使用不同的計(jì)算方法得出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，再經(jīng)過精確的比對(duì)后，測量人員要選取差距最小的參數(shù)信息并進(jìn)行記錄。

（2）礦山地質(zhì)工程測量中基準(zhǔn)站的設(shè)置。GPS衛(wèi)星通常處于高空之中，衛(wèi)星檢測發(fā)出的信號(hào)要想準(zhǔn)確傳輸至礦山工程測量數(shù)據(jù)接收機(jī)，就會(huì)受到電離層、對(duì)流層等多方面的干擾因素，并且傳輸期間的信號(hào)很弱，一般情況下只有-50dB至180dB左右。與此同時(shí)，RTK測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中包含高頻率的電磁波輻射，所以該礦山測量工程的準(zhǔn)確傳輸與接收信號(hào)的天線高度、地表曲面、大氣反射等因素有關(guān)。測量人員要想提升GPS設(shè)備對(duì)于信號(hào)的接收速度和計(jì)算質(zhì)量，礦山測量工程內(nèi)設(shè)置的基準(zhǔn)站就要避免受各種因素的干擾。

（3）礦山地質(zhì)工程測量坐標(biāo)系區(qū)域內(nèi)的限制。通常礦山地質(zhì)工程測量的移動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間所產(chǎn)生的距離成為RTK測量系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)的主要范圍，該區(qū)域的面積大小影響到礦山地質(zhì)工程測量基準(zhǔn)站信號(hào)的傳輸穩(wěn)定性和傳輸完整性，并直接影響到RTK測量技術(shù)的速度與精準(zhǔn)度。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，如果是在需要進(jìn)行礦山地質(zhì)工程測量的兩山頂之間建立信號(hào)接收站，即使距基準(zhǔn)站約50km也可準(zhǔn)確接收到傳輸?shù)男盘?hào)。當(dāng)前GPS測量技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，礦山地質(zhì)測量工程中已引入先進(jìn)的科學(xué)信息技術(shù)，就會(huì)增加RTK測量系統(tǒng)的操作面積和范圍。

（4）RTK測量系統(tǒng)在礦山地質(zhì)工程測量中的使用規(guī)范。為保障RTK測量系統(tǒng)在礦山地質(zhì)工程測量操作期間的精準(zhǔn)度，測量人員要限制RTK測量系統(tǒng)的操作范圍。但由于受到衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)運(yùn)行情況、測站環(huán)境、儀器操作步驟等影響，RTK測量定位有時(shí)會(huì)有一些不準(zhǔn)確，最終對(duì)于礦山地質(zhì)工程的測量成果不可能百分之百的完全可靠。因此，在具體實(shí)行測量作業(yè)時(shí)，測量人員要按照RTK技術(shù)的特點(diǎn)和礦山地質(zhì)工程測量待測區(qū)域的實(shí)際狀況，強(qiáng)化對(duì)最終結(jié)果的檢測，從而保證在礦山地質(zhì)工程測量中應(yīng)用RTK技術(shù)的可靠性。

3 結(jié)語

綜合上述所言，本篇文章筆者簡要分析RTK測量技術(shù)的使用意義和優(yōu)勢。在GPS技術(shù)不斷得到優(yōu)化和廣泛應(yīng)用的今天，RTK技術(shù)對(duì)于測繪工作的使用價(jià)值將會(huì)越來越高，希望本篇文章的探討能對(duì)相關(guān)領(lǐng)域人員起到一定的幫助，為我國礦山地質(zhì)工程測量工作和測繪事業(yè)的快速發(fā)展貢獻(xiàn)一份力。