王炳旸

黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用研究所

淺談GPS RTK在地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用

王炳旸

黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用研究所

GPS技術(shù)的發(fā)展快速發(fā)展，更多新定位技術(shù)出現(xiàn)，使地質(zhì)勘查工作更加自動(dòng)化。其中GPS-RTK技術(shù)的快速興起，給地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)量工作帶來(lái)了新生機(jī)，在礦產(chǎn)勘測(cè)中發(fā)揮著重要作用。本文優(yōu)先介紹GPS-RTK技術(shù)，然后簡(jiǎn)述了GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的作用，最后強(qiáng)調(diào)了GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及解決方案。

GPS-RTK技術(shù)；礦產(chǎn)測(cè)量

隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，GPS、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)已經(jīng)成為了地質(zhì)勘查工作的核心。GPS更是引發(fā)了地質(zhì)勘查行業(yè)傳統(tǒng)觀念的變革。GPS-RTK技術(shù)采用衛(wèi)星信號(hào)和電訊信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)集成化自動(dòng)化高，便于單人操作。GPSRTK技術(shù)數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，精準(zhǔn)度高，受天氣影響較小，在我國(guó)的地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。本文將對(duì)GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用和所遇問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單論述。

1 、GPS-RTK技術(shù)介紹

GPS可以做到海陸空三維系統(tǒng)的定位導(dǎo)航，且功能多樣，操作簡(jiǎn)便，精準(zhǔn)度高。常規(guī)的GPS應(yīng)用雖然數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高但數(shù)據(jù)的處理能力較差，需要進(jìn)行復(fù)雜的解算。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速解算和現(xiàn)場(chǎng)校對(duì)，GPS-RTK技術(shù)就由此誕生了。

一臺(tái)基準(zhǔn)站和多個(gè)流動(dòng)站就構(gòu)成了RTK定位系統(tǒng)，各站點(diǎn)使用無(wú)線數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行連接。在工作的過(guò)程中，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)獲得衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)，再由基準(zhǔn)站產(chǎn)生修正系數(shù)，發(fā)送給流動(dòng)站，最后由流動(dòng)站進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和操作的便捷性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)厘米級(jí)定位的定位效果，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間實(shí)際上是單基線處理的。這樣觀測(cè)人員就可以直接在流動(dòng)站內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)量的結(jié)果，所用時(shí)間短甚至少于一秒，工作效率較高。

2 、GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 地形測(cè)量

在地質(zhì)找礦所需要的大比例尺地形測(cè)圖的工作中，在地形條件較好的情況下(主要指相對(duì)高差較小、坡度不陡，接收衛(wèi)星信號(hào)好無(wú)線連接無(wú)死角)，可直接利用GPSRTK采集測(cè)量數(shù)據(jù)。否則，在地形條件較差的情況下，可利用RTK GPS配合全站儀等其他測(cè)量?jī)x器采集測(cè)量數(shù)據(jù)。無(wú)論那種方法，與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，都大大提高了工作效率和測(cè)圖精度。

2.2 工程點(diǎn)布設(shè)

在工程點(diǎn)布設(shè)精度要求較高、導(dǎo)航型手持GPS不能滿足需要的情況下，只有GPSRTK能擔(dān)此重任。我們把設(shè)計(jì)工程點(diǎn)坐標(biāo)輸人到掌上機(jī)上，然后利用GPS RTK的放樣功能，把點(diǎn)位布設(shè)到實(shí)地。其他如GPS的靜態(tài)測(cè)量、后差分測(cè)量都無(wú)此功能，無(wú)法完成工程點(diǎn)布設(shè)任務(wù)。

2.3 勘探線剖面測(cè)量

在所有的GPS測(cè)量中，只有GPS RTK能完成勘探線剖面測(cè)量任務(wù)。一是GPSRTK的線放樣功能可確保觀測(cè)點(diǎn)在設(shè)計(jì)剖面線上不偏移；二是可保證觀測(cè)地形點(diǎn)的高程精度。而靜態(tài)和后差分無(wú)法直接確定剖面線位置，導(dǎo)航型手持GPS高程測(cè)量又不準(zhǔn)確。

2.4 地質(zhì)工程點(diǎn)定位測(cè)量

使用GPS RTK進(jìn)行地質(zhì)工程點(diǎn)定位測(cè)量非常方便，只要在離工區(qū)數(shù)十公里以內(nèi)找到國(guó)家控制點(diǎn)，即可開始工作，如果控制點(diǎn)離工區(qū)較遠(yuǎn)，利用RTK測(cè)量方法發(fā)展一到二級(jí)將控制點(diǎn)引到工區(qū)也是很容易的事情。工作時(shí)選擇有利地形架設(shè)好基準(zhǔn)站，移動(dòng)站既可對(duì)各地質(zhì)工程點(diǎn)進(jìn)行逐一測(cè)量。

2.5 物化探測(cè)量

物化探工作，一般都是先在測(cè)區(qū)內(nèi)運(yùn)用測(cè)量的方法，沿直線方向布設(shè)一系列等距離或者按一定規(guī)律分布的物化探觀測(cè)點(diǎn)或取樣點(diǎn)，即布設(shè)物化探網(wǎng)。利用GPSRTK的線放樣功能是很容易辦到的，首先把設(shè)計(jì)好的基線或測(cè)線點(diǎn)輸人到GPS RTK掌上機(jī)，然后利用GPS RTK線放樣方法將設(shè)計(jì)點(diǎn)位布設(shè)到實(shí)地。

3 、GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)傳輸可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不必進(jìn)行解算，直接讀取，精準(zhǔn)度可達(dá)到厘米級(jí)。

（2）GPS-RTK技術(shù)需要的控制點(diǎn)數(shù)量較少，減少了儀器的搬運(yùn)，從而加快了測(cè)量速度，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

（3）GPS-RTK技術(shù)集成度高，數(shù)據(jù)處理能力很強(qiáng)，便于施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)校對(duì)放樣。

（4）GPS-RTK測(cè)量技術(shù)只需衛(wèi)星信號(hào)和電訊數(shù)據(jù)能進(jìn)行正常傳輸就能準(zhǔn)確定位，即使短暫失鎖，也能保存數(shù)據(jù)重新搜素并繼續(xù)測(cè)量。

（5）各站點(diǎn)間不需要通視，加大了觀測(cè)距離，便于野外工作。工作無(wú)時(shí)間限制，一般受天氣的影響不大。

（6）設(shè)備安裝完畢，只需一人操作即可，為了加大測(cè)量效率可以多設(shè)流動(dòng)站。GPS-RTK技術(shù)完成測(cè)量所用時(shí)間短，只需按照操作流程操作，人為誤差影響較小。

3.2 GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的不足與調(diào)整措施

GPS-RTK技術(shù)優(yōu)點(diǎn)實(shí)在很多，但在實(shí)際工作中不可避免的出現(xiàn)了一些不足，工作過(guò)程也不是完全不受外界影響的。面對(duì)這些不足之處在實(shí)際工作中要如何調(diào)整呢，接下來(lái)本文將一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)以供參考。

（1）GPS-RTK技術(shù)是采用衛(wèi)星信號(hào)接受的，在一段時(shí)間內(nèi)容易出現(xiàn)假植現(xiàn)象。為防止遇到這類情況，在測(cè)量過(guò)程中要進(jìn)行重測(cè)核查。當(dāng)然并不是全部重測(cè)，只需對(duì)1-2個(gè)已測(cè)的站點(diǎn)進(jìn)行復(fù)查就可以了，核對(duì)測(cè)量結(jié)果，確定假植現(xiàn)象是否存在。GPS-RTK技術(shù)的系統(tǒng)要能正常運(yùn)行需要觀測(cè)出至少五顆衛(wèi)星，能否觀測(cè)到衛(wèi)星就要受到角度的影響，需要選擇合適的位置安置基準(zhǔn)站。

（2）天氣的變化還是會(huì)影響GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量結(jié)果。11-12點(diǎn)的時(shí)間段內(nèi)信號(hào)在電離層的損失較大，使得GPS-RTK技術(shù)終端接收到的信號(hào)變差或消失，致使初始化時(shí)間變長(zhǎng)或者無(wú)法進(jìn)行初始化。為了解決這一問(wèn)題，在實(shí)際工作中多放棄這一時(shí)間段。

（3）在山區(qū)或者樓房密集的地方，高頻信號(hào)較多，因此會(huì)影響GPS-RTK信號(hào)的傳輸。這一問(wèn)題較好解決，可以將基準(zhǔn)站設(shè)置在測(cè)量區(qū)域的最高點(diǎn)，拉開與強(qiáng)磁場(chǎng)的距離。

（4）在礦產(chǎn)測(cè)量中常需要大量的轉(zhuǎn)化高程，但由于我國(guó)很多山區(qū)的高程數(shù)據(jù)誤差較大，導(dǎo)致在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行高程轉(zhuǎn)化時(shí)很困難，精度不高。在面對(duì)這種狀況，在測(cè)量的過(guò)程中要盡量選取高程數(shù)值較準(zhǔn)確的控制點(diǎn)，控制作業(yè)面積，來(lái)減少測(cè)量計(jì)算出的誤差。

4 、結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)多依賴人力，解算復(fù)雜，且誤差較大。GPS RTK技術(shù)靠衛(wèi)星來(lái)觀測(cè)，以無(wú)線數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并可以實(shí)時(shí)獲取測(cè)量解算數(shù)據(jù)，方便了地質(zhì)礦產(chǎn)的測(cè)量工作。但GPS-RTK技術(shù)不是全能的，在使用中也要注意它的使用條件，正確操作。在實(shí)際工作中要清楚GPS-RTK技術(shù)的不足，做到心中有數(shù)同時(shí)對(duì)癥下藥，確保測(cè)量的精準(zhǔn)度。

[1]崔巧云.GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究.2013