■朱小剛 譚栓虎 吳貴平

（青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海西寧810000）

GPS～RTK在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用與探討

■朱小剛 譚栓虎 吳貴平

（青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海西寧810000）

在新時(shí)代的背景下，為了鼓勵(lì)更多資源項(xiàng)目的開發(fā)與應(yīng)用，國家不斷加大對(duì)地質(zhì)勘察行業(yè)的資金投入。傳統(tǒng)的勘探測(cè)量方法工作效率低下，不能滿足測(cè)繪工作需求，已漸漸被市場(chǎng)所淘汰。而GPS～RTK測(cè)繪技術(shù)憑借自身穩(wěn)定性和成熟技術(shù)，提高了地質(zhì)勘探的工作效率，逐漸被廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，本文主要就GPS～RTK技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪工作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，總結(jié)了測(cè)量誤差的來源，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

GPS～RTK 技術(shù) 地質(zhì)測(cè)繪 地質(zhì)勘 測(cè)應(yīng)用研究

1　引言

由于科技的進(jìn)步，在新時(shí)代的大背景下，GPS～RTK測(cè)繪技術(shù)被更多的采用，許多行業(yè)中都廣泛的選用，特別是在地質(zhì)測(cè)繪工作中的地位愈加重要，GPS～RTK測(cè)繪技術(shù)通過數(shù)據(jù)基站連通衛(wèi)星實(shí)行高層勘測(cè)，勘測(cè)精度很高，很大程度提升了勘測(cè)效率。

2　GPS～RTK測(cè)繪技術(shù)原理

當(dāng)前的地質(zhì)勘察測(cè)繪中，GPS～RTK測(cè)繪技術(shù)具備快速定位、高自動(dòng)化水平、較小的誤差、勘測(cè)精度高、使用方便等優(yōu)勢(shì)，所以，在地質(zhì)勘察測(cè)繪中應(yīng)用較多，GPS～RTK測(cè)繪技術(shù)由三個(gè)部分組成：（1）衛(wèi)星信號(hào)系統(tǒng)。其最少具有兩臺(tái)GPS接收設(shè)備，安裝在GPS基準(zhǔn)站與GPS流動(dòng)站，當(dāng)GPS基準(zhǔn)站同一時(shí)間為多個(gè)客戶進(jìn)行服務(wù)，要應(yīng)用雙頻GPS接收機(jī)，以保證采樣速度和GPS流動(dòng)站的采樣速度沒有差別。（2）軟件解算系統(tǒng)。該系統(tǒng)能可靠準(zhǔn)確的確保RTK數(shù)據(jù)無誤，利用在接受時(shí)刻接收的衛(wèi)星信號(hào)的相位相對(duì)于接收機(jī)產(chǎn)生的載波信號(hào)相位的測(cè)量值為觀測(cè)量的RTK測(cè)量。（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。UTS主要由GPS基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備和GPS流動(dòng)站的數(shù)據(jù)接收設(shè)備構(gòu)成，是達(dá)成RTK測(cè)量的關(guān)鍵裝置。

3　GPS～RTK技術(shù)特點(diǎn)

3.1全天候工作

RTK測(cè)量技術(shù)只需要滿足“電磁波通視”的要求，不需要用移動(dòng)站間和基準(zhǔn)站的光學(xué)通視，與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，RTK測(cè)量技術(shù)受氣候、能見度、季節(jié)及視通條件因素影響較小。一些用傳統(tǒng)技術(shù)難以開展作業(yè)的區(qū)域，只要能夠滿足RTK技術(shù)的基本工作條件，就能進(jìn)行全方位精確化的測(cè)量。

3.2定位準(zhǔn)確

RTK技術(shù)在測(cè)量時(shí)，定位精確度高，數(shù)據(jù)信息的較為安全可靠。當(dāng)作業(yè)半徑在4km范圍內(nèi)，RTK技術(shù)的平面高程和平面的精確度可以精確到厘米級(jí)別。

3.3工作效率高

采用RTK技術(shù)，一次性可以檢測(cè)完幾千米的測(cè)量區(qū)域，有效減少了測(cè)量時(shí)需要更改測(cè)量控制點(diǎn)和搬運(yùn)測(cè)量儀器的次數(shù)。通常情況下，在電磁波環(huán)境下，一個(gè)工作人員在短短幾秒鐘內(nèi)就能夠獲得一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。RTK技術(shù)的采用降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了作業(yè)速度，還減少了不必要的費(fèi)用支出。

4　GPS～RTK技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪工作中的應(yīng)用

4.1架設(shè)基準(zhǔn)站

這是GPS～RTK順利實(shí)施的關(guān)鍵，架設(shè)基準(zhǔn)站時(shí)，應(yīng)保證視野開闊，遠(yuǎn)離大功率天線發(fā)射源和高壓輸電線路，基準(zhǔn)站附近不應(yīng)有能對(duì)衛(wèi)星信號(hào)造成干擾的物體，另外還要保證便于傳送差分改正信號(hào)，便于安裝和操作，為在確保GPS發(fā)射電臺(tái)覆蓋能力的同時(shí)盡量擴(kuò)大通訊半徑，最好將基準(zhǔn)站架設(shè)在較高處。其次，架好GPS接收機(jī)和天線后，設(shè)置基準(zhǔn)站和移動(dòng)站，先連接基準(zhǔn)站，對(duì)其坐標(biāo)進(jìn)行平滑采集，將基準(zhǔn)站儀器高輸入保存，等到指示燈發(fā)出通訊信號(hào)，斷開連接，然后連接移動(dòng)站，在此過程中，保證輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，基準(zhǔn)站、移動(dòng)站各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置應(yīng)保持一致，且兩者之間要始終保持?jǐn)?shù)據(jù)連接。

4.2地形測(cè)量

GPS～RTK在測(cè)量單點(diǎn)時(shí)和全站儀一樣，所用時(shí)間都較短。但GPS～RTK測(cè)量技術(shù)實(shí)施數(shù)字化測(cè)圖，無需頻繁的換測(cè)站點(diǎn)和定向通視，減少了轉(zhuǎn)站時(shí)的誤差積累，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了多個(gè)流動(dòng)站同時(shí)工作，測(cè)量效率得到了極大的提升。由此可知，GPS～RTK技術(shù)在測(cè)量地形中具有很大優(yōu)勢(shì)，不僅測(cè)量速度快，而且測(cè)量準(zhǔn)確率高，提高了作業(yè)效率。

4.3剖面測(cè)量

采用GPS～RTK技術(shù)時(shí)一般以GPS控制點(diǎn)為轉(zhuǎn)換和校驗(yàn)點(diǎn)，采用RTK放樣、地形數(shù)據(jù)采集的方法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過程中，輸入剖面線兩端點(diǎn)的坐標(biāo)后手薄就會(huì)自動(dòng)提示測(cè)點(diǎn)與剖面線兩端點(diǎn)的距離以及偏離勘探線的距離，根據(jù)這些提示，測(cè)量人員對(duì)距離參數(shù)做出適當(dāng)調(diào)整后，方可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的測(cè)量。另外，要根據(jù)合同要求設(shè)置比例，控制點(diǎn)距，對(duì)于特殊地形，可適當(dāng)放大點(diǎn)距。對(duì)于地質(zhì)工程點(diǎn)和鉆孔的測(cè)量，需按照“隨指隨測(cè)”原則進(jìn)行，可采用GPSRTK系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)工程點(diǎn)以及鉆孔點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，求出觀測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程。

5　GPS～RTK技術(shù)地質(zhì)勘探測(cè)量誤差的來源

GPS～RTK測(cè)量誤差包括基站誤差和移動(dòng)站誤差兩部分內(nèi)容。其中，基站誤差主要與天線相位中心變化、信號(hào)干擾、多路徑效應(yīng)、天氣因素等密切相關(guān)。測(cè)量人員可以通過各種有效的校正方法和措施減小誤差。移動(dòng)站誤差主要與移動(dòng)站與基站間距離有關(guān)。受軌道誤差，電離層誤差，對(duì)流層誤差的影響，該部分誤差隨移動(dòng)站與基站間的距離增大而增大，因此控制RTK作業(yè)半徑可以控制該誤差。

由此可見，利用GPS～RTK技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探工程的測(cè)量，基準(zhǔn)站架設(shè)的位置尤其重要?；鶞?zhǔn)站架設(shè)要求：基準(zhǔn)站要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源；基準(zhǔn)站周圍無明顯的大面積反射物；基準(zhǔn)站電臺(tái)天線和移動(dòng)站天線周圍無較大這比物，且天線應(yīng)架設(shè)在高處。

在采用GPS～RTK技術(shù)測(cè)量過程中，盡可能的檢測(cè)一定數(shù)量的測(cè)區(qū)內(nèi)的控制點(diǎn)，以發(fā)現(xiàn)異常情況，測(cè)量時(shí)選擇最佳觀測(cè)時(shí)段，增加觀測(cè)次數(shù)，延長觀測(cè)時(shí)間等，減少測(cè)量過程中的粗差，提高測(cè)量的精度。

6　結(jié)束語

隨著觀測(cè)技術(shù)進(jìn)步和數(shù)據(jù)處理的改善，GPS—RTK已經(jīng)成為人們所青睞的工具，其不僅為社會(huì)創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益,而且是其他多產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)力,并起到輻射作用。對(duì)GPS—RTK快速高效利用,將產(chǎn)生積極的影響,使測(cè)量技術(shù)發(fā)展得到質(zhì)的飛躍。

[1]謝常君.GPS技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用前景探討 [J].有色礦冶,2007,23(1):7～9,13.

[2]孟慶森,趙成.GPS～RTK在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].吉林地質(zhì),2007,26(2):84～86.

[3]高成發(fā).GPS測(cè)量 [M].北京:人民交通出版社,1994.

P228[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～252～1