葉青

[摘要]隨著我國社會的飛速發(fā)展，地質(zhì)工程也隨之而迅速崛起，而這其中最為重要的一點(diǎn)就是地質(zhì)工程測量工作。在科技飛速發(fā)展的今天對于地址測量工作的要求也日益增加，這其中全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)和RTK測量技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。這兩種技術(shù)在很大程度上提高了地質(zhì)勘探測量工作的精確度和準(zhǔn)確性，有利于地質(zhì)工程測量的進(jìn)一步發(fā)展。本文主要介紹了GPS RTK這兩種技術(shù)以及它們在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)工程 工程測量 GPS RTK技術(shù) 應(yīng)用

[中圖分類號] F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-224-2

1引言

作為當(dāng)今社會發(fā)展較為先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)物—全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)被廣泛運(yùn)用于各個領(lǐng)域，尤其在測繪領(lǐng)域，這都源于它自身所具有的強(qiáng)大優(yōu)勢。但隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，更為先進(jìn)的GPS RTK即實(shí)時動態(tài)全球衛(wèi)星定位被普遍運(yùn)用于地質(zhì)工程測量工作中。作為一種GPS中被經(jīng)常運(yùn)用的技術(shù)之一，GPS RTK技術(shù)從根本上改變了我國傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探工程測量方法，它是一種能夠在野外實(shí)時得到厘米級定位精度的測量方法。GPS RTK技術(shù)的迅速發(fā)展極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率，同時也為我國地質(zhì)勘探業(yè)帶來了一個全新的發(fā)展機(jī)遇。

2對CPS RTK技術(shù)的介紹

2.1GPS 技術(shù)

GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System-GPS），它是由美國海陸空三軍聯(lián)合研制的一種專門通過衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)時定位的系統(tǒng)。GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點(diǎn)的位置。由于GPS技術(shù)具有高精度、自動化、高效益、全天候等獨(dú)特的特點(diǎn)，它被廣泛運(yùn)用于航海、航天、地質(zhì)勘探等多個領(lǐng)域。它的發(fā)展也在很大程度上促進(jìn)并帶動了我國許多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。

2.2RTK 技術(shù)

RTK（Real Time Kinematic），即實(shí)時動態(tài)全球衛(wèi)星定位。它是建立在實(shí)時處理兩個測站的載波相位基礎(chǔ)上，通過一臺基準(zhǔn)站和若干臺移動站組成的測量系統(tǒng)。RTK技術(shù)能夠提供對于觀測點(diǎn)的實(shí)時厘米級的高精度三維坐標(biāo)，地形數(shù)據(jù)采集和測點(diǎn)定位是RTK技術(shù)應(yīng)用的主要用途。作為GPS衛(wèi)星定位中最新科學(xué)技術(shù)，它是GPS應(yīng)用過程中一個標(biāo)志性的里程碑，它的運(yùn)用為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了方法，極大地提高了外業(yè)測量效率。GPS-RTK 技術(shù)憑借自身的優(yōu)勢得到了多了個領(lǐng)域的親睞，尤其是在地質(zhì)勘探工程測量工作中的應(yīng)用更為突出。

2.3RTK技術(shù)的特點(diǎn)

作為一種先進(jìn)的測量科技手段，RTK技術(shù)具有許多特點(diǎn)：①由于RTK技術(shù)對于作業(yè)條件要求較少，只要一個以上已知控制點(diǎn)即可工作，這在礦區(qū)周圍已知控制點(diǎn)受到破壞等惡劣條件下仍可工作；②直觀快捷，RTK的基準(zhǔn)站無需任何設(shè)置，移動站可以邊走邊采集地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo)或進(jìn)行坐標(biāo)放樣，操作簡便、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，無需進(jìn)行復(fù)雜的平差計(jì)算；③精度高，數(shù)據(jù)安全有保障，很少會有誤差積累現(xiàn)象出現(xiàn)，一般情況下只要符合RTK的基本工作要求，在規(guī)定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK的平面和高程精度都可以達(dá)到厘米級的效果；作業(yè)效率高，在普通條件的地形地勢情況下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次就可以對10km半徑左右的范圍進(jìn)行測量，這較之于傳統(tǒng)的測量所需多個控制點(diǎn)數(shù)量和工作人員對測量儀器的多次“搬站”而言僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點(diǎn)坐標(biāo)，作業(yè)速度快，勞動強(qiáng)度低，節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用，提高了測量效率。④隨著移動通信技術(shù)、衛(wèi)星差分（星鏈）、網(wǎng)絡(luò)RTK等新技術(shù)在GPS RTK測量工作中的不斷應(yīng)用，GPS RTK將具有更廣闊的發(fā)展前景！

3地質(zhì)工程測量中GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用

地質(zhì)工程測量是地質(zhì)勘探工作必不可少的一部分。地質(zhì)工程的各個環(huán)節(jié)都離不開地質(zhì)工程測量所得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程測量過程中具有非常大的優(yōu)勢，下面就討論一下它在地質(zhì)工程測量中的具體應(yīng)用。

3.1礦區(qū)控制測量

通常根據(jù)礦區(qū)面積大小確定控制等級，常規(guī)控制測量如三角測量、導(dǎo)線測量等，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時，且精度不均勻。在礦區(qū)面積不大的情況下，采用GPS RTK定位技術(shù)完全可以滿足礦區(qū)控制測量精確要求，其具有較好的測量速度、精度和經(jīng)濟(jì)效益。因此隨著科技的發(fā)展，GPS-RTK 將會取代常規(guī)的控制測量技術(shù)，逐漸成為礦區(qū)控制測量的主要手段。

3.2地形測量

在礦區(qū)1：2000地形圖測量中，對于地形條件較好的情況下（如相對高差較小、坡度不陡.接收衛(wèi)星信號好等條件），可直接利用GPS RTK采集測量數(shù)據(jù)。反之對于地形條件較差的情況下，可利用RTK GPS配合全站儀等其他測量儀器采集測量數(shù)據(jù)。應(yīng)用RTK 技術(shù)可提高了測量速度和精度。

3.3地形測量

在礦區(qū)1：2000地形測量中，對于地形條件較好的情況下（如符合相對高差較小、坡度不陡.接收衛(wèi)星信號好等條件），可直接利用GPS RTK采集測量數(shù)據(jù)。反之對于地形條件較差的情況下，可利用RTK GPS配合全站儀等其他測量儀器采集測量數(shù)據(jù)。較之傳統(tǒng)測圖方法，減少了勞動強(qiáng)度，節(jié)約了人力物力提高了測量速度和精度。

3.4勘探線剖面測量

相比于傳統(tǒng)的勘探線剖面測量工作，GPS-RTK 測量技術(shù)具有許多優(yōu)勢，它匯集檢測、放樣、計(jì)算等于一體。作業(yè)時只要將各個勘探線端點(diǎn)坐標(biāo)輸入電子手簿，就可自動計(jì)算方位和距離。在剖面測量時能確保所測點(diǎn)在設(shè)計(jì)剖面線上不偏移。

3.5地質(zhì)工程點(diǎn)放樣

地質(zhì)工程點(diǎn)放樣精度要求較為嚴(yán)格， GPS-RTK技術(shù)與傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探工程點(diǎn)的定位測量相比，既省時又省力，但是在利用RTK技術(shù)進(jìn)行建筑物放樣時需要考慮到所檢查的建筑物本身幾何關(guān)系，同時，需要注意測量點(diǎn)位的收斂精度，從而減少因此帶來的誤差。

3.6物化探測量

物化探測量指的是先在測區(qū)內(nèi)運(yùn)用測量的方法。它需要沿著直線方向布設(shè)一系列距離相等或者按特定規(guī)律分布的物化探觀測點(diǎn)或者是取樣點(diǎn)。這種探測量利用GPS RTK的線放樣功能可以輕而易舉的得到。

4影響GPS-RTK技術(shù)地質(zhì)勘探的測量成果的因素

在地質(zhì)工程測量工程中應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)并沒有必要的檢核條件，處理不好技術(shù)問題或者操作上的失誤都會嚴(yán)重的影響到測量的結(jié)果。與靜態(tài)的GPS測量相比，GPS-RTK技術(shù)對于工作人員的要求更為的嚴(yán)格。

4.1對GPS-RTK的測量精度和誤差進(jìn)行分析

相較于傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀視距以及全站儀光電視距，使用GPS-RTK技術(shù)大大的提高了對地質(zhì)工程測量的精度。它的測量精度主要有與距離有關(guān)和測站有關(guān)的誤差。限制作業(yè)半徑在與距離有關(guān)的誤差時，在與測站有關(guān)的誤差可以利用各種有效的措施進(jìn)行減弱。

4.2移動站以及基準(zhǔn)站的設(shè)置

在進(jìn)行地質(zhì)工程測量中使用該技術(shù)，設(shè)置基準(zhǔn)站是十分重要的環(huán)節(jié)。首先，要避開強(qiáng)電磁場的干擾源；其次，大面積的信號反射物體也要避開；最后， 要設(shè)置高一些的電臺天線，要避開大的遮擋物。移動站設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)要與基準(zhǔn)站保持一致，兩站要始終保持?jǐn)?shù)據(jù)的鏈接，確保數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確。

4.3確定GPS-RTK測量技術(shù)作業(yè)半徑和數(shù)據(jù)鏈

移動站是否能夠可靠、連續(xù)地接收基準(zhǔn)站的信號決定了GPS-RTK測量技術(shù)應(yīng)用是否能夠成功的關(guān)鍵。在城區(qū)、山地以及森林等地域，與在平原、沙漠等地域相比，GPS-RTK技術(shù)的定位效果較差，影響到了測量成果的精度和作業(yè)的效率。GPS-RTK的作業(yè)半徑是指移動站與基準(zhǔn)站之間最大的距離，其大小是基準(zhǔn)站電臺信號的傳輸距離。因此，為使其測量的精度更高，速度更快GPS-RTK的作業(yè)半徑應(yīng)控制在10千米以內(nèi)。

5GPS-RTK 作業(yè)應(yīng)注意的問題

為了提高作業(yè)效率，GPS作業(yè)過程中有許多注意事項(xiàng)：由于地質(zhì)工作過程中測點(diǎn)之間都相對獨(dú)立，因此在測量時缺乏與之對應(yīng)的檢核手段。解決這一問題的方法是在檢測范圍內(nèi)找到分布較為均勻的已知控制點(diǎn)并進(jìn)行檢核；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法：針對精度不同上的測量點(diǎn)位，在進(jìn)行工作時應(yīng)該按照任務(wù)要求以及測區(qū)大小從而采取針對性的方法；RTK 采用VHF超高頻無線電波做數(shù)據(jù)鏈，容易受到其他一系列條件的影響。因此，基準(zhǔn)站要遠(yuǎn)離干擾源，最好是在地勢高處進(jìn)行作業(yè)；RTK 系統(tǒng)測量時儀器的連線電纜、配件較多，且價格昂貴，因此要做好對儀器的保護(hù)工作避免不必要的損失。

6結(jié)束語

與傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀視距、全站儀光電測距相比，GPS-RTK技術(shù)擁有許多優(yōu)點(diǎn)，例如測量數(shù)據(jù)的可靠性、精確度和高效率等，這些都縮短了地質(zhì)工程測量作業(yè)的時間，降低了勞動強(qiáng)度，在很大程度上提高了地質(zhì)勘探中測量工作的效率。GPS-RTK技術(shù)動態(tài)與實(shí)際應(yīng)用得到了越來越多行業(yè)的關(guān)注和科技工作人員的重視，對地質(zhì)行業(yè)的發(fā)展具有非凡意義。

參考文獻(xiàn)

[1]趙廣要.基于GPS、RTK 的測繪策略技術(shù)分析[J].中華居民，2011（03）.

[2]李勝.地質(zhì)工程測量中RTK的應(yīng)用技術(shù)fJ1.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（11）.

[3]王港森，張明.GPS、RTK 技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用[J].礦山測量，2011（02）.

[4]胡政軍.RTK 測量在地質(zhì)工程中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2009（01）.