GPS—RTK技術在地質勘探工程測繪工作中的應用

陳鳳閣

摘要：全球定位系統技術具有強大的追蹤定位功能，被廣泛地應用于測繪領域，尤其是GPS-RTK測量以其作業效率高、精度高、數據可靠等特性在測繪行業中得到了充分發揮。本文主要就GPS-RTK技術在地質勘探測量工作中的應用進行了分析，總結了測量誤差的來源。

關鍵詞：GPS-RTK技術 ?地質勘探工程 ?測繪作業 ?測量誤差

1 GPS-RTK技術概述

地質測繪是地質勘探工程中一項非常重要的基礎性工作，直接關系到整項勘探工作的最終成效。隨著我國地質勘探水平的不斷提升，地質測繪技術呈現出自動化、實時化、數字化、多功能化發展趨勢趨勢。其中，GPS-RTK技術被廣泛應用于地質勘探測量工作中，受到了用戶的一致好評和青睞。

GPS-RTK技術將GPS測量技術和RTK測量系統相結合，是一種實時動態載波相位分差技術，具有強大的勘查功能，其精度和可靠性較高。其中，GPS技術，即全球定位系統，是由美國研制的一套衛星導航定位系統，它通過地面衛星接收機來接收衛星發出的各種信號，進而建立起一個定點三維坐標，實現跟蹤定位。而RTK技術又稱載波相位分差技術，能夠在較短時間內確定測量點在一個指定坐標系中的三維坐標。RTK技術的精度非常高，可以精確到厘米級。測設放樣和測點定位是RTK系統應用的主要測量任務。在流動站和基準站共同工作時，工作人員帶著流動站系統在測區來回行走，進行對工程點采點測量。在地質勘探測量中各種性質的點都可以進行定位測量和實地測設放樣。

2 GPS-RTK測量技術的特點

GPS-RTK測量技術的出現有效地彌補了傳統測量作業的缺陷和不足，不僅提升了觀測值和測量信息的傳送速度，還大大提升了定位精度，達到了厘米級定位精度。通過分析可知，GPS-RTK測量技術具有以下幾方面特點：

①相比于傳統測量作業，GPS -RTK技術不易受到去氣候和季節等因素的影響，測量精度和效率較高，可以在可見度低和通視條件差的情況下進行測量作業。

②定位準確，數據安全度和可靠性較高。GPS -RTK技術可以在地形復雜和地物障礙重重的環境中進行快速高精度定位。

③綜合測繪能力強，實現了集成化和自動化作業。GPS-RTK技術可以適應各種內外地質勘測工程測量的實際需求，并通過基準站直接與用戶聯系，傳輸實時數據信息，實現了對測量作業的高效控制和管理，同時還為作業指揮系統的建立和完善提供了良好的基礎。

④操作流程簡單，具有強大的數據信息收集和處理功能，存儲信息量大，可以自由與計算機和全站儀等設備通信。

⑤定位快速，作業人員少，具有很高的綜合效益。在測量作業中，整臺GPS接收機只需一名操作人員。同時，該技術的測點定位較快，只需兩秒即可獲得待測點坐標，綜合效益明顯提高。

3 GPS-RTK技術在地質勘探工程測量工作中的應用

地質勘探工程的設計、地層構造的研究、礦體地質儲量的計算及地質報告的編寫所用的基礎資料都是由地質勘查工程測量工作提供的。因此，地質勘探工程測量是地質勘探工作的重要組成部分。地質勘探工程測量包括以下幾方面：

3.1 GPS-RTK技術在地質勘探工程中的放樣

地質勘探的工作需要進行工程點的布設，包括勘探網、槽探、鉆探等工程。一般地質勘探區域面積較大，多在山區，地形也較復雜，嚴重影響傳統測量的通視效果。利用GPS-RTK定位技術能改進傳統測量工程點的觀測方法，RTK技術的電磁波通視優點，適應地質勘探工作的復雜環境，使野外工作的時間得到減少，從而提高工程點布設的精確度，提高工作效率。

3.2 GPS-RTK技術在地質勘探工程中的地形測量

GPS-RTK在測量單點時和全站儀一樣，所用時間都較短。但GPS-RTK測量技術實施數字化測圖，無需頻繁的換測站點和定向通視，減少了轉站時的誤差積累，同時還實現了多個流動站同時工作，測量效率得到了極大的提升。由此可知，GPS-RTK技術在測量地形中具有很大優勢，不僅測量速度快，而且測量準確率高，提高了作業效率。

3.3 GPS-RTK技術在地質勘探工程中的剖面測量

GPS-RTK測量技術具有測量、放樣、檢算于一體的特征，能夠在勘探線的橫斷面上進行剖面測量，并且能夠對土石方進行相關的計算。相比傳統的勘探線剖面測量，GPS-RTK技術的放樣功能較強，整個勘探線剖面測量工作只需一名操作人員即可完成。

4 GPS-RTK技術地質勘探測量誤差的來源

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

由此可見，利用GPS-RTK技術進行地質勘探工程的測量，基準站架設的位置尤其重要。基準站架設要求：基準站要遠離強電磁干擾源;基準站周圍無明顯的大面積反射物;基準站電臺天線和移動站天線周圍無較大這比物，且天線應架設在高處。在設置移動站時，應該注意：

一是保證移動站和基準站各項參數的一致性;

二是使移動站和基準站始終保持數據連接狀態;

三是在移動站進行數據測量工作時，必須保證中整平和數據輸入的準確性。

GPS-RTK缺少必要的檢核條件，如果操作失誤和某些技術問題處理不當，將給測量成果帶來嚴重后果。在進行地質勘探測量時，測量人員常常需要進行數據檢核，以保證其數據的準確度。但實際上，在檢核過程中，操作人員容易受主觀因素和技術設備等的影響，出現操作失誤和技術誤差等問題，直接影響了最終的測量成果。

因此，在采用GPS-RTK技術測量過程中，盡可能的檢測一定數量的測區內的控制點，以發現異常情況，測量時選擇最佳觀測時段，增加觀測次數，延長觀測時間等，減少測量過程中的粗差，提高測量的精度。

5 總結

綜上所述，目前GPS-RTK技術已被廣泛應用于地質勘探工程測繪中，取得了顯著成效。操作人員可借助GPS-RTK技術完成大部分測量工作，有效地提升了測量作業效率和精度，保證了地質勘探工程測繪工作的順利進行。同時，該項技術還有效地降低了測量成本和勞動強度，符合經濟性原則。但在實際測量過程中，受各方面條件的限制，如氣候、電磁信號、衛星分布等，測量人員必須選擇一個較為穩定合適的條件以保證測量質量。

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