GPSRTK技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的運用研究與分析

王子銘

摘 ? 要：文章對地質(zhì)工程測量內(nèi)容進(jìn)行分析，認(rèn)識到GPS RTK技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，總結(jié)GPS RTK技術(shù)使用中存在的問題，旨在通過問題的分析構(gòu)建針對性的解決策略，以提升GPS RTK技術(shù)的使用價值，為地質(zhì)工程測量工作提供支持。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù);地質(zhì)工程;測量;技術(shù)

伴隨地質(zhì)工程測量行業(yè)的發(fā)展，通過全球定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）技術(shù)的運用可以充分滿足地質(zhì)測量的全天性、精度性以及自動化的測量需求，GPS技術(shù)通常被運用在導(dǎo)航、軍事以及大地測量等多個領(lǐng)域之中，通過GPS技術(shù)的運用，可以提高測量工作的整體效率，充分滿足現(xiàn)階段地質(zhì)測量工作的開展需求。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)逐漸發(fā)展的背景下，GPS RTK技術(shù)得到了人們的廣泛關(guān)注，GPS RTK技術(shù)使用中可以改變以往的限制問題，實現(xiàn)地質(zhì)測量工作的立體性，有效推動土地測量行業(yè)的發(fā)展。

1 ? ?GPS RTK技術(shù)分析

1.1 ?概念分析

GPS主要以衛(wèi)星作為核心，通過無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)的運用實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測，該種技術(shù)使用中具有全功能、全球性以及連續(xù)性、實時性的特點，實現(xiàn)對精密三維坐標(biāo)、速度以及時間的檢測。

實時動態(tài)定位（Real Time Kinematic，RTK）測量技術(shù)，通過載波相位觀測技術(shù)的運用，可以在實時差分技術(shù)使用的同時進(jìn)行GPS測量技術(shù)的運用，這一技術(shù)作為GPS測量技術(shù)中較為常用的技術(shù)形式，在三維定位測量中其精度可以達(dá)到厘米的狀態(tài)，以提高地質(zhì)測繪的實施性[1]。

1.2 ?GPS ?RTK技術(shù)工作原理

通過對GPS RTK技術(shù)的分析，RTK通過實時動態(tài)測量，可以通過與基準(zhǔn)站中的GPS連接，實現(xiàn)對地質(zhì)情況的準(zhǔn)確測試。而且在觀測數(shù)據(jù)中，通過無線電傳輸設(shè)備的使用，能夠?qū)?shù)據(jù)實時傳送到基準(zhǔn)站之中，之后系統(tǒng)會根據(jù)相關(guān)的定位原理對計算數(shù)據(jù)實施監(jiān)控，以保證地質(zhì)工程測繪的精確性。同時，在RTK測量中，通過與GPS技術(shù)的融合，可以實現(xiàn)高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，充分滿足現(xiàn)代地質(zhì)工程測量的需求，推動地質(zhì)測繪技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。

2 ? ?GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程測量

2.1 ?物化探測網(wǎng)的測量

在地質(zhì)工程勘探的過程中，為實現(xiàn)地質(zhì)勘探的有效性，應(yīng)該將測量區(qū)域的設(shè)定作為重點，通過測量區(qū)域內(nèi)測量方法的使用以及直線布線方案的分析，形成一定的規(guī)律性探測點，之后組成物化探網(wǎng)。在整個測量的過程中，應(yīng)該將基線參數(shù)輸入到GPS RTK接收機(jī)之中，相關(guān)人員按照基本參數(shù)及進(jìn)行物化探測網(wǎng)的測量。

2.2 ?地質(zhì)工程點的定位測量

針對地質(zhì)工程勘探狀況，若在地質(zhì)工程測量中采用傳統(tǒng)的勘探方法，會降低勘探的整體效率，無法滿足地質(zhì)工程勘探的基本需求。而通過GPS RTK技術(shù)的運用，可以有效簡化地質(zhì)工程的探測流程，整個工作中，根據(jù)探測區(qū)域的基本特點，進(jìn)行基準(zhǔn)點的確定，并通過RTK技術(shù)的運用將測量數(shù)據(jù)引入到工作區(qū)域，可以有效提升工程項目測量的準(zhǔn)確性，最終實現(xiàn)移動站的工程點測量。在地質(zhì)工程點布設(shè)的過程中，通過GPS RTK技術(shù)的運用，可以及時改變傳統(tǒng)地質(zhì)工程測量中存在的問題，針對測量的特點，進(jìn)行聯(lián)測方式的改善，以保證GPS RTK技術(shù)使用的有效性。一般情況下，在地質(zhì)工程點布設(shè)中，應(yīng)該將工程坐標(biāo)輸入到GPS接收機(jī)之中，之后通過GPS RTK技術(shù)的運用，進(jìn)行工程點的布設(shè)，以提升地質(zhì)工程測量的準(zhǔn)確性。

3 ? ? GPS RTK技術(shù)使用中面臨的問題

3.1 ?衛(wèi)星狀況對其帶來的影響

在GPS RTK技術(shù)使用的過程中，由于衛(wèi)星覆蓋問題的限制，數(shù)據(jù)傳輸中會出現(xiàn)假值的現(xiàn)象。在一些城市、峽谷等地區(qū)，衛(wèi)星信號的遮擋時間較長，衛(wèi)星系統(tǒng)會面臨多種因素的限制，影響衛(wèi)星測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，無法滿足地質(zhì)測繪的基本需求[2]。

3.2 ?天空環(huán)境的影響

通過對GPS RTK技術(shù)使用狀況的分析，當(dāng)系統(tǒng)在白天作業(yè)時，所檢測的信號會受到電離層數(shù)據(jù)的干擾，影響衛(wèi)星工作的穩(wěn)定性，而且在衛(wèi)星數(shù)量較少的狀態(tài)下，GPS RTK技術(shù)會受到初始化的影響，無法實現(xiàn)測繪技術(shù)運用的有效性。在中午進(jìn)行數(shù)據(jù)測量中，測量作業(yè)相對困難。因此，在GPS RTK技術(shù)使用中，應(yīng)該合理選擇測繪時間，以保證地質(zhì)測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[3]。

4 ? ?GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的技術(shù)運用

4.1 ?明確GPS ?RTK技術(shù)要求的運用

伴隨地質(zhì)測量工程的發(fā)展，為了提升地質(zhì)測量技術(shù)使用的有效性，應(yīng)該實現(xiàn)GPS RTK技術(shù)的合理運用，以提升地質(zhì)測量的最終需求。通常狀況下，在地質(zhì)工程測量的GPS RTK技術(shù)使用中應(yīng)該明確以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）提高觀測衛(wèi)星圖的強(qiáng)度。地質(zhì)量測中高強(qiáng)度的衛(wèi)星圖與衛(wèi)星的數(shù)量呈正比，因此，在坐標(biāo)測算中，衛(wèi)星數(shù)量越多，測量出的數(shù)據(jù)精確性越強(qiáng)。（2）對于測量人員而言，整個工作中應(yīng)該提高自身的責(zé)任心，掌握GPS RTK技術(shù)的使用方法，結(jié)合地質(zhì)測量的基本條件進(jìn)行測量工作的構(gòu)建，以保證測量工作的專業(yè)性、測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。（3）在數(shù)據(jù)觀測中，施工人員應(yīng)該提高對復(fù)核內(nèi)容的認(rèn)識。GPS RTK技術(shù)存在著實時性高、測量快捷的優(yōu)勢，但是由于初始化執(zhí)行度的限制，在作業(yè)中若缺少有效復(fù)核，會出現(xiàn)測量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。因此，為了保證GPS RTK測量的準(zhǔn)確性，測量人員應(yīng)該結(jié)合地質(zhì)工程的特點，進(jìn)行測算方案的研究，以實現(xiàn)測量工作的準(zhǔn)確性，提升地質(zhì)工程測量的整體價值。

4.2 ?坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)測量的技術(shù)運用

在地質(zhì)工程測量的過程中，通過GPS技術(shù)的運用，可以對不同系統(tǒng)的坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量，而通過PTK測量技術(shù)的運用，可以得到實時性的數(shù)據(jù)檢測狀態(tài)，并形成獨立的坐標(biāo)，充分滿足坐標(biāo)轉(zhuǎn)化中的需求。

可以發(fā)現(xiàn)，GPS RTK技術(shù)的優(yōu)勢明顯，在坐標(biāo)轉(zhuǎn)化中應(yīng)做到以下幾點。

（1）在GPS RTK作業(yè)之前，應(yīng)該控制地區(qū)的靜態(tài)點，針對地方坐標(biāo)系統(tǒng)控制點聯(lián)測狀態(tài)，及時獲取所測位置的GPS點，而且也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的實時性，為坐標(biāo)轉(zhuǎn)化參數(shù)的測量提供支持。

（2）在坐標(biāo)轉(zhuǎn)化參數(shù)分析中，應(yīng)該選擇一致控制點進(jìn)行數(shù)據(jù)精度、密度以及分布狀態(tài)的分析，由于坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)與求解的質(zhì)量有著密切關(guān)系，因此，在基準(zhǔn)點的坐標(biāo)選定中，應(yīng)該將數(shù)據(jù)均勻的分布在測區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)GPS RTK測量結(jié)果的精確性。

（3）在地質(zhì)工程測量中，應(yīng)該將數(shù)據(jù)測區(qū)的精準(zhǔn)點控制在3～6點之間，坐標(biāo)求解以及參數(shù)轉(zhuǎn)換中，應(yīng)該采用差異性的匹配方案，通過不同計算方法的運用，對坐標(biāo)參數(shù)形式以及檢驗形式進(jìn)行分析，將測量結(jié)果的誤差控制在最低范圍內(nèi)，以實現(xiàn)坐標(biāo)參數(shù)確定的準(zhǔn)確性。

（4）在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)分析中，由于參數(shù)求解的精度以及已知點的兩個坐標(biāo)精度狀態(tài)得到合理分布，在坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)化中應(yīng)該對區(qū)域性的內(nèi)容進(jìn)行分析，保證坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)化及求解的穩(wěn)定性。

4.3 ?基準(zhǔn)站設(shè)計技術(shù)的運用

通過對地質(zhì)工程測量狀況的分析，當(dāng)使用GPS技術(shù)進(jìn)行測量時，GPS衛(wèi)星通常應(yīng)該在2×104 km的高空，衛(wèi)星發(fā)出信號到接收機(jī)接收信號，中間會受到電離層、對流層等多種因素干擾，導(dǎo)致信號相對微弱，一般情況下所接收到的信號只有﹣50～180 dB。而在GPS RTK技術(shù)使用的過程中，由于該種檢測技術(shù)具有超高的電磁波，這種電磁波的傳輸距離與接受天線高度以及大氣的折射存在關(guān)聯(lián)性，因此，在GPS信號處理中，為了提高信號接收的有效性，應(yīng)該合理選擇基準(zhǔn)站的設(shè)計位置，有效提升數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。在GPS RTK技術(shù)使用的過程中，為了避免路徑因素的影響，基準(zhǔn)站周圍應(yīng)該避免出現(xiàn)大面積的信號反射物，主要是由于信號傳輸中，會受到多種因素的限制，若出現(xiàn)大面積的信號反射物，會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。在GPS RTK技術(shù)使用中，天線的設(shè)計應(yīng)該盡量保持一定的高度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膶崟r性、穩(wěn)定性。

4.4 ?作業(yè)半徑設(shè)計技術(shù)的運用

結(jié)合地質(zhì)工程測量狀況的分析，在GPS RTK技術(shù)使用中，應(yīng)該認(rèn)識到作業(yè)半徑對測繪工作帶來的影響。對作業(yè)半徑而言，主要指移動站離開基準(zhǔn)站的最大距離，因此，半徑的大小與基準(zhǔn)站的電臺信號傳輸距離有著一定的關(guān)聯(lián)性，在GPS RTK技術(shù)使用中，相關(guān)人員應(yīng)該對數(shù)據(jù)測量的速度以及精確度進(jìn)行分析，以保證地質(zhì)工程測量的準(zhǔn)確性。伴隨GPS RTK技術(shù)的不斷發(fā)展以及測量技術(shù)的創(chuàng)新，地質(zhì)工程測量中為了有效擴(kuò)大作業(yè)的范圍，應(yīng)該合理控制作業(yè)半徑，通常以10 km內(nèi)為最佳狀態(tài)，若在作業(yè)半徑選擇中受到其他因素的影響，需要縮短半徑以保證GPS RTK測量的準(zhǔn)確性。

5 ? ?結(jié)語

在地質(zhì)工程測量行業(yè)中，為了保證在地質(zhì)數(shù)據(jù)測量中數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性，應(yīng)該把數(shù)據(jù)的測量選擇作為重點，通過測量方案的控制以及測量技術(shù)的分析，實現(xiàn)GPS RTK技術(shù)使用的有效性，實現(xiàn)GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程中的有效運用。通常狀況下，對于地質(zhì)工程測量單位在GPS RTK技術(shù)使用中，應(yīng)該明確測量技術(shù)使用的標(biāo)準(zhǔn)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換測量技術(shù)的使用、基準(zhǔn)站設(shè)計方案的構(gòu)建以及作業(yè)半徑的優(yōu)化設(shè)計等，實現(xiàn)GPS RTK技術(shù)的高效運用，以滿足地質(zhì)工程測量工程的發(fā)展需求。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張賢勇.試析測繪新技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用與展望[J].中國水運（下半月），2016（1）：333-334.

[2]李猛.基于GPS RTK技術(shù)在高速鐵路工程測量中的實踐探討[J].建材與裝飾，2018（19）：230-231.

[3]李峰.GPS RTK技術(shù)在土地整理測繪工程測量中的應(yīng)用[J].河南科技，2018（15）：127-128.