林運(yùn)龍

摘 要：RTK測(cè)量技術(shù)是數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的突破性成果，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)十分突出，操作性能強(qiáng)，測(cè)量模式和測(cè)量速度、精度較之傳統(tǒng)技術(shù)有了大幅度提升，因此在地質(zhì)勘察找礦中應(yīng)用廣泛。本文首先介紹RTK的工作模式，然后介紹在地質(zhì)勘查找礦測(cè)量中遇到的問(wèn)題和解決方式，對(duì)RTK技術(shù)在地質(zhì)勘察測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：RTK；CORS-RTK；地質(zhì)勘查；測(cè)量技術(shù)

1. 概述

地質(zhì)找礦多在山區(qū)，傳統(tǒng)測(cè)量在地質(zhì)找礦中工作量大，人員多，周期長(zhǎng)，常常讓測(cè)量工作者苦不堪言。隨著科技的發(fā)展RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，以其作業(yè)效率高速度快而眾所周知。目前RTK測(cè)量技術(shù)已經(jīng)被大量引用到地址勘查工作中，在可接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)的地方實(shí)現(xiàn)了全天候作業(yè)，而流動(dòng)站也可以依靠同一基準(zhǔn)站信息獨(dú)立開(kāi)展勘查工作。此外，RTK技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，其勘測(cè)精度可達(dá)到厘米。在RTK技術(shù)支持下，流動(dòng)站可以隨時(shí)提供勘測(cè)區(qū)域三維空間坐標(biāo)，檢測(cè)數(shù)據(jù)能得到實(shí)時(shí)檢測(cè)，極大程度提高了測(cè)量效率。

2. RTK在地質(zhì)勘查找礦測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 RTK技術(shù)概述

20世紀(jì)70年代，美國(guó)開(kāi)始研制全球定位系統(tǒng)，并于1994年全面建成。全球定位系統(tǒng)以高精度、自動(dòng)化、高效益等優(yōu)勢(shì)，在測(cè)繪工作中得到廣泛應(yīng)用，其中包括大地測(cè)量、工程測(cè)量和航空攝影測(cè)量等。

RTK技術(shù)屬于高精度的定位技術(shù)，它是通過(guò)實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)點(diǎn)載波差分方式進(jìn)行測(cè)量。RTK技術(shù)是建立在基準(zhǔn)站與若干移動(dòng)站設(shè)備基礎(chǔ)上的，在基準(zhǔn)站已知數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，移動(dòng)站進(jìn)行改正參數(shù)，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)得到測(cè)量數(shù)據(jù)，基準(zhǔn)站同時(shí)又把測(cè)量修正參數(shù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈傳送給移動(dòng)站，使移動(dòng)站測(cè)量數(shù)據(jù)得到改正而獲得所需要的測(cè)量成果，這樣移動(dòng)站就可以實(shí)時(shí)、方便、快捷地進(jìn)行各種測(cè)量工作。RTK數(shù)據(jù)處理實(shí)際上是基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間的單基線處理過(guò)程。

RTK數(shù)字化工作主要包含外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩大塊。外業(yè)數(shù)據(jù)采集一般指的是控制點(diǎn)測(cè)量和碎部點(diǎn)測(cè)量，碎部點(diǎn)測(cè)量主要是先利用RTK進(jìn)行圖根控制點(diǎn)測(cè)量，再用全站儀進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量，當(dāng)然，RTK也可以直接用于碎部點(diǎn)測(cè)量。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理一般是通過(guò)GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，RTK數(shù)據(jù)編輯和整理，以及通過(guò)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化成圖處理等。

2.2 RTK的工作模式

RTK（Real - time kinematic）是一種差分GPS數(shù)據(jù)處理方法。主要構(gòu)成：基準(zhǔn)站，移動(dòng)站，數(shù)據(jù)鏈，控制軟件。

RTK測(cè)量時(shí)，分為CORS工作模式和傳統(tǒng)RTK工作模式，前者單移動(dòng)站就可以作業(yè)，但是需要去各個(gè)省的CORS中心購(gòu)買當(dāng)?shù)谻ORS賬號(hào)并且購(gòu)買一張移動(dòng)電話卡，后者至少需要兩臺(tái)接收機(jī)，一臺(tái)接收機(jī)做基準(zhǔn)站，另外一臺(tái)做移動(dòng)站。就方便迅捷而言CORS工作模式給我們帶來(lái)更多的方便，因?yàn)闇y(cè)量時(shí)不再需要自己架設(shè)基準(zhǔn)站天天校正，一次校正過(guò)后，在同一地區(qū)就無(wú)需校正了，但是CORS也有其局限性，那就是在某些山區(qū)沒(méi)有移動(dòng)信號(hào)，CORS不能運(yùn)用，從而只能用傳統(tǒng)RTK。

2.3 基于RTK地址勘查測(cè)量應(yīng)用

使用RTK在礦區(qū)測(cè)量時(shí)我們需要使用至少三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)去校正當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，從而保證我們?cè)诘V區(qū)測(cè)量中測(cè)量點(diǎn)的精確。所以測(cè)量的第一步是找到基準(zhǔn)點(diǎn)，這就需要我們?nèi)ナy(cè)繪局購(gòu)買GPS點(diǎn)，購(gòu)買基準(zhǔn)點(diǎn)之后雖然都會(huì)有GPS點(diǎn)之記，但就查找而言還是有一定難度，這里我們可以使用Google地球來(lái)查找，首先我們要用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件把我們所購(gòu)買的54坐標(biāo)或者80坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度坐標(biāo)，然后打開(kāi)Google地球，添加地標(biāo)輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)就好，由于轉(zhuǎn)換會(huì)存在一定誤差，但是誤差不大，在Google地球上我們可以大致看到基準(zhǔn)點(diǎn)的位置從而便于我們?nèi)ふ?，減少我們找基準(zhǔn)點(diǎn)的時(shí)間。

在選擇RTK工作模式的時(shí)候，有條件的最好是使用CORS模式，因?yàn)橹恍枰{(diào)好移動(dòng)站就可以直接去校正基準(zhǔn)點(diǎn)了，完全不用擔(dān)心自己架設(shè)的基準(zhǔn)站接收不到電臺(tái)信號(hào)。一般GPS點(diǎn)都在鄉(xiāng)鎮(zhèn)里，移動(dòng)信號(hào)都較好，完全能滿足CORS需要。

點(diǎn)校正過(guò)后如果礦區(qū)有移動(dòng)信號(hào)，而且信號(hào)很強(qiáng)的話，那么就可以直接使用CORS-RTK直接進(jìn)行測(cè)量，放樣。一般地質(zhì)勘查測(cè)量包括對(duì)探槽，鉆孔的測(cè)量和放樣，1：2000地形圖測(cè)量。

如果要測(cè)量的礦區(qū)沒(méi)有移動(dòng)信號(hào)或者信號(hào)很弱無(wú)法滿足測(cè)量要求，那么就必須由CORS-RTK轉(zhuǎn)成傳統(tǒng)的RTK進(jìn)行測(cè)量，這個(gè)時(shí)候就需要用校正過(guò)后的CORS-RTK在礦區(qū)周圍五公里以內(nèi)盡可能的靠近礦區(qū)做控制點(diǎn)，以便于傳統(tǒng)RTK架設(shè)電臺(tái)的時(shí)候，移動(dòng)站有信號(hào)，好把控制點(diǎn)引入礦區(qū)中，方便礦區(qū)進(jìn)行測(cè)量。

在礦區(qū)架設(shè)基準(zhǔn)站和電臺(tái)時(shí)選擇位置最好是在可以俯視測(cè)區(qū)山腰或者山頂，這樣信號(hào)就不會(huì)有遮擋，便于礦區(qū)測(cè)量，如果測(cè)區(qū)較為平緩架設(shè)在居住區(qū)房頂也行。

2.4 RTK技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

首先，傳統(tǒng)RTK電臺(tái)連接時(shí)要先接天線，避免沒(méi)天線時(shí)發(fā)送信號(hào)被電臺(tái)自身吸收導(dǎo)致燒壞。

其次，三個(gè)以上控制點(diǎn)“點(diǎn)校正”后有水平參差一般不大于0.015m。四個(gè)以上控制點(diǎn)參與垂直“點(diǎn)校正”后有垂直參差一般不大于0.02。

再次，三角點(diǎn)由于年代久遠(yuǎn)多數(shù)已經(jīng)遭到破壞，選擇控制點(diǎn)時(shí)最好選擇精度高的GPS控制點(diǎn)，從源頭上提高測(cè)量精度。

最后，避免把電臺(tái)設(shè)置在湖泊和信號(hào)塔旁，以免信號(hào)收到干擾。

3.RTK技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)及其局限性

3.1優(yōu)勢(shì)

RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中應(yīng)用時(shí)，對(duì)點(diǎn)間通視要求低，只需要再待測(cè)地點(diǎn)中地物地貌碎部點(diǎn)稍作等待，并在同一時(shí)間輸入特征編碼即可。以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)測(cè)量碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)位精度，通過(guò)專業(yè)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的輸出。相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量來(lái)說(shuō)，RTK技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.人員耗損少；工作效率高；勘查精準(zhǔn)；點(diǎn)位精度分布均勻，成本低。RTK技術(shù)不需要受限于環(huán)境和勘查距離，對(duì)地形條件復(fù)雜、局部重點(diǎn)工程地區(qū)尤其合適。

2.極大提升了勘查的便利性。RTK技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上與經(jīng)緯儀相配合工作，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查找礦工作的數(shù)字化，完善了地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省大量人工。

3.精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)性。PTK技術(shù)下的地質(zhì)勘查精準(zhǔn)度非常高，能到達(dá)厘米級(jí)，而且在同一基準(zhǔn)站信息基礎(chǔ)上，流動(dòng)站可以實(shí)時(shí)勘查測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘查質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，GPS誤差也不會(huì)累積，實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)站的獨(dú)立工作開(kāi)展。

4.發(fā)展前景良好。RTK技術(shù)是利用率非常高的測(cè)量方法，在數(shù)字化測(cè)繪應(yīng)用中必將有新的發(fā)展前景和技術(shù)創(chuàng)新。RTK技術(shù)是測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的新突破，包含著巨大的技術(shù)發(fā)展?jié)摿?，以RTK直線放樣功能為例，同時(shí)對(duì)采集間距、地形測(cè)量和剖面線進(jìn)行測(cè)量，到達(dá)一定里程后，有工程點(diǎn)放樣時(shí)，在進(jìn)行工程點(diǎn)放樣，這種創(chuàng)新的方式極大的節(jié)省了人力、物力。

3.2局限性及其解決措施

第一，信號(hào)強(qiáng)度有待提升。地質(zhì)勘查找礦大多集中在山高林密地區(qū)，而這些地區(qū)的衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度比較差，特別是一些V型溝谷，信號(hào)接收數(shù)量不足，這對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量模式工作有很大影響，使用RTK進(jìn)行勘查時(shí)獲取固定解也變得異常困難，速度和效率大大降低。此外，當(dāng)遇到勘查面積大、工程點(diǎn)分布廣、點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，RTK無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸勢(shì)必受到影響，只能通過(guò)頻繁變動(dòng)基準(zhǔn)站來(lái)改善，進(jìn)而影響工作效率。

RTK測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的問(wèn)題一般采用GPS快速今天才良方法或者傳統(tǒng)全站儀極坐標(biāo)來(lái)改善。

第二，無(wú)差錯(cuò)來(lái)源及其改善措施。RTK技術(shù)在進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖過(guò)程中，會(huì)存在一定的衛(wèi)星星歷誤差和衛(wèi)星中誤差、多路徑效應(yīng)以及作業(yè)誤差等。一般通過(guò)以下幾個(gè)舉措來(lái)改善誤差：

（1）電離層的影響。電離層影響一般是由基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間距離江源導(dǎo)致的，或者當(dāng)衛(wèi)星高度低于20°時(shí)，誤差較大，可達(dá)到5-10厘米，這勘查過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡力避免。

（2）多路徑效應(yīng)的影響。這種影響一般是在樹(shù)林、河流等特殊地貌勘查中產(chǎn)生的，應(yīng)當(dāng)通過(guò)延長(zhǎng)勘查時(shí)間來(lái)改善。

（3）高程擬合方面的影響。大地水準(zhǔn)面模型的精度直接影響著內(nèi)插值精度。

第三，漏測(cè)地形。在部分復(fù)雜地形中，比如溝底、善良、山包頂?shù)?，通過(guò)點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距是沒(méi)有辦法進(jìn)行地形圖測(cè)量的，因此只能盡力在特殊地貌上通過(guò)測(cè)點(diǎn)或者用小比例尺地形圖為參照，進(jìn)行勘查。

4.結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前地址勘查找礦市場(chǎng)運(yùn)作環(huán)境中，隨著RTK技術(shù)的不斷深入運(yùn)用，勘查找礦精度和工作效率有著大幅度提升。在GPS定位技術(shù)發(fā)展的背景下，RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將逐漸在地質(zhì)勘查找礦工作中體現(xiàn)出來(lái)，特別是RTK直線放樣功能，在地形圖測(cè)量、地質(zhì)勘查工程測(cè)量中得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊紅偉，GPS水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)用探討[J].測(cè)繪通報(bào)，2010， 3.

[2] 楊潤(rùn)書.高山區(qū)高等級(jí)公路GPS測(cè)高的分段擬合及精度分析[J].測(cè)繪通報(bào)，2010.4.

[3] 工微微，蘇建紅，裘露露，等.中國(guó)商業(yè)地質(zhì)勘查項(xiàng)目資金合作模式研究[J].中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)，2010（11）.