GPS實時動態測量(RTK)技術在地質勘探測量中的應用

【摘要】隨著社會進步，地質勘探測量的工作重要性日益顯現，地質勘探測量工作者的任務也在加重，隨著RTK技術在地質勘探測量多方面的應用，將極大地提高測量工作效率和成果的可靠性，闡述RTK測量技術在地質勘探測量應用中的優缺點。

【關鍵詞】RTK；優缺點；地質勘探測量

一、前言

GPS 定位分為絕對定位和相對定位，由于定位的精度不同，一般在測繪工程中都采用相對定位的方式，相對定位又可分為靜態相對定位和動態相對定位，靜態相對定位無法實時提供成果，而目前廣泛采用的實時動態相對定位技術就能解決這一問題。實時動態定位方式主要有實時偽距差分定位（Real Time Difference 簡稱RTD），載波相位差分定位（Real Time Kinetic 簡稱RTK）。偽距差分定位是建立在C／A碼偽距觀測基礎上的一種實時定位技術，其精度只能達到米級，一般只用在精度較低的測量項目；而實時動態測量(RTK)定位技術是基于載波相位觀測值的實時動態GPS定位技術，它是GPS測量技術發展中的一個新突破，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。

二、GPS RTK的優點

2.1 作業效率高。在一般的地形地勢下，RTK設站一次即可測完4km半徑的測區，大大減少了傳統測量所需的控制點、圖跟點數量和測量儀器的“搬站”次數，僅需一人操作，在一般的電磁環境下幾秒鐘就可以采集一個碎步點坐標，作業速度快，勞動強度低，節省了外業成本，提高了勞動效率。

2.2 定位精度高，數據安全可靠，沒有誤差累積。只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業半徑范圍內，RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級。RTK當前的測量精度：平面10mm+2ppm；高程20mm+2ppm。

2.3 降低了作業條件要求。RTK技術不要求控制點、圖跟點之間兩兩通視，因此，和傳統測量相比，RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小，在傳統測量看來由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視問題，只要滿足RTK的基本工作條件，它都能輕松地進行快速的高精度定位作業。

2.4 RTK作業自動化、集成化程度高，測繪功能強大。RTK可勝任各種測繪內、外業。移動站利用內裝式軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業精度。ap.com/

三、GPS RTK測量在地質勘探測量中的應用

由于GPS RTK測量具有精度高、效率高的優點，其在地質勘探工程可以完成多項工作：

3.1、工程控制測量

用GPS RTK建立圖根級的控制點，在測量過程中能實時獲得定位的坐標，且點與點之間不要求必須通視，更為簡便易行。

3.2、野外大比例尺數字化地形圖測量

地質勘探工程所用圖大多是1:2000或1:1000地形圖。用傳統方法測圖，工作量大，速度慢，花費時間多；用RTK測繪，具有采集速度快，精度高的優點，大大降低了測圖的難度，省時又省力。

3.3、野外剖面測量

地質人員在大比例尺地形圖上標出地質勘探剖面后，測量員利用RTK測量就能很方便地實測并繪制出本條剖面圖，且精度較高。

3.4、勘探工程放樣測量

采用RTK測量技術進行放樣，只需將所要放樣的坐標輸入RTK手簿中，系統就會定出放樣的點位。

四、GPS RTK的不足及其解決辦法

4.1在山區和樹林較密地方使用RTK作業，有其局限性，主要表現在收不到基站信號或者時有時無、數據初始化慢且易丟失、測量用時較長。對于這種情況，主要解決的辦法：①要選好基站，要開闊，功率開到最大，電臺天線盡可能架高。②把移動站天線盡可能架高③架雙基站工作④聯合全站儀作業。

4.2天空環境影響。白天中午，受電離層干擾大，共用衛星數少，常接收不到5顆衛星，因而初始化時間長甚至不能初始化，也就無法進行測量，可見選擇作業時段的重要性。

4.3數據鏈傳輸受干擾和限制、作業半徑比標稱距離小的問題。RTK數據鏈傳輸易受到高大山體和各種高頻信號源的干擾，在傳輸過程中衰減嚴重，嚴重影響外業精度和作業半徑。另外，當RTK作業半徑超過一定距離（一般為幾公里，每種機型在不同的環境又各不相同）時，測量結果誤差超限，所以RTK的實際作業有效半徑比其標稱半徑要小很多，工程實踐和專門研究都證明了這一點。解決這類問題的有效辦法是把基準站布設在測區中央的最高點上。

4.4初始化能力和所需時間問題。在山區、林區等地作業時，RTK衛星信號容易被阻擋、容易造成失鎖，采用RTK作業時有時經常需要重新初始化。這樣測量的精度和效率都受影響。解決這類問題的辦法主要是選用初始化能力強、所需時間短的RTK機型。

4.5 電池電量的影響。RTK耗電量比較大，電池容量小，作業時間不長久。有些條件困難地區，用電緊張，作業時間長了，就會導致沒電可用。而且電池電量不足，還會影響到RTK的發射、接收信號，導致作業效率低，成果精度不高。解決這類問題就是選擇可以外接電源的儀器，用電瓶代替普通的電池。

五、結束語

將RTK技術應用到地質勘探工作中，使得測繪的精度、效率和效益都有顯著提高，尤其RTK技術的實時性將會在地質勘探工程的諸方面得到更為廣泛的應用。

參考文獻：

[1]孟慶森，趙成。GPS-RTK在地質工程測量中的應用。［J］.吉林：吉林地質，2007。

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