基于RTK技術布設的物探測網數據用于繪制數字化地圖*

張亞東,白 薇

(中國冶金地質總局地球物理勘查院,河北保定071051)

0 引 言

RTK(Real-Time Kinematic實時動態差分)技術是集計算機技術、數字通信技術、無線電技術和GPS測量定位技術為一體的組合系統,也是GPS發展過程中的一項新突破。其基本工作原理是:基準站GPS接收機在對所有可見衛星進行連續觀測的同時,通過無線數據傳輸設備(一般為內置或外置電臺),將其觀測數據實時地發送給流動站。流動站GPS接收機不僅接收衛星信號,還通過無線電接收設備(一般為內置電臺),接收基準站傳輸的觀測數據,然后根據相對定位原理,實時地解算出整周模糊度未知數,并計算出三維坐標及其精度,顯示在流動站電子手簿上,可以達到厘米級精度[1-2]。

在固體礦產勘查中,采用中間梯度裝置,工作比例尺為1:5000,其測網密度為線距50 m,點距20 m.測網布設采用RTK技術,與傳統的物探測網布設方式相比,其優勢在于定位精度高、作業效率高,而且每個點的誤差均不累積。這不僅提高了物探測網布設的精確度,而且完全滿足大比例尺地形圖對碎部點測量的精度要求。

1 項目概況

本次工作區域位于蒙古國蘇赫巴托爾省某礦區,測區面積30.58 km2,我單位承擔全區1:5000激電中梯工作,考慮到今后礦山建設,擬完成全區1:2000數字地形圖測量,如果單獨進行地形測量,耗時長工作量大,而且增加成本。經現場踏勘,該地區地勢平坦,地貌簡單,地物稀少,認為利用50 m×20 m的物探測網數據,地形點遺漏較少,有地形點遺漏的較復雜地區,進行適量的碎部點補測,所繪制的1:2000地形圖能夠達到正測要求。

2 施測步驟

2.1 基準站選擇

根據實際情況,就基準站選擇依據以下原則:

1)每次作業前都將基準站架設在相對較高的位置,以保證電臺通信的最大有效半徑。

2)盡量使基準站位于流動站作業的中心區域,基準站到流動站距離不大于10 km.

3)遠離水域和建筑物。

2.2 求解轉換參數

利用手簿軟件中的“點校正”功能,實地采集3個以上已知控制點坐標數據進行轉換參數的解算。在啟用轉換參數后,要觀測沒有參與參數解算的其他已知點,以檢核解算結果。

2.3 數據采集

對設計好的物探測點,利用RTK放樣功能測設到實地,同時按物探要求編寫點線號并存儲。需要補測的區域,測量人員在地形特征點上采集數據并存儲,必要時輸入編碼。當天工作完成之后,及時將數據傳輸到計算機保存,并做圖檢查是否有遺漏[3-4]。

2.4 數據質量檢查

對所有測點進行了隨機抽查,檢查點個數為1261個,約占所有數據的3.8%。點位誤差最小為0,最大為13.2 cm,點位中誤差為Ms=±13.8 cm.通過誤差統計,90%以上的點誤差分布在Ms以內,點位準確。高程方面,因為兩次測量間隔時間較長,但是絕大數點的高程誤差在±5 cm以內。分析結果說明,利用物探測點數據繪制的數字化地圖,測量精度達到了《城市測量規范》要求,符合正測標準。

3 成 果

將RTK外業數據整理后,利用南方CASS9.0繪制等高線,并進行整飾、編輯,最終得到了測區的地形圖,如圖1。由于基準站和流動站之間通訊良好,所得數據質量可靠,保證了繪圖數據精度。經甲方現場驗收認為,地形圖上地物無遺漏、地貌無變形,真實的反映了實地地形,滿足正測地形圖的精度要求。

圖1 測區部分地形圖

4 結 論

1)基準站的架設,必須是相對較高并且視野開闊的地方,這樣才能保證無線電信號的暢通;合理安排基準站的位置,在一天的工作中盡量不要遷站,這樣既能提高工作效率又可以防止在遷站過程中發生錯誤。

2)在解算轉換參數時,盡量選擇能夠覆蓋整個作業區域的已知點;解算完成后要到已知點檢查,確保參數正確。

3)在進行物探測點放樣時,如果時間允許,及時對物探測線附近的地形遺漏點做補測,并做好記錄;如果時間緊張,要記錄好復雜地形區域,以便今后補測。

4)在低山、丘陵地區進行大比例尺地形測量時,RTK技術比傳統的電子平板技術更具優越性。

5)RTK在山地地形測量中,應在高程方面多做檢查,必要時可結合全站儀聯合作業,以便優勢互補。

如果先進行地形測量,再進行激電中梯測量,不僅耗時長,而且成本高。實踐證明,利用RTK技術在進行物探測網布設的同時,適當的增加一些地形點,最后繪制測區地形圖,不僅完成了設計的物探任務,而且使得區域地形圖得到了更新,還節省了直接測量地形圖的成本和時間,一舉多得。

[1] 蔣 輝,潘慶林,劉三枝.數字化測圖技術及應用[M].北京:國防工業出版社,2006.

[2] 劉基余,李征航,王躍虎,等.全球定位系統原理及其應用[M].北京:測繪出版社,1993.

[3] 吳學峰.GPS RTK技術在全野外數字化地形測繪中的應用[J].測繪與空間地理信息,2006(6):100-103.

[4] 靳海亮,韓奎峰,周興東,等.礦區地形圖測繪中RTK的應用[J].測繪通報,2003(10):31-32;45.