地質勘察測繪中GPS‐RTK技術優勢及應用分析

鄒 宇

(綿陽市川交公路規劃勘察設計有限公司，四川 綿陽 621000)

地質勘察測繪中GPS‐RTK技術優勢及應用分析

鄒 宇

(綿陽市川交公路規劃勘察設計有限公司，四川 綿陽 621000)

目前GPS-RTK技術已被廣泛應用于地質勘探測繪工程中，取得了顯著成效。文章闡述了GPS-RTK技術的基本原理，分析了地質勘察測繪中GPS-RTK技術優勢，探討了地質勘察測繪中GPS-RTK技術的應用。

地質勘察測繪；GPS-RTK技術；優勢；應用

引言

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繪工作中，受到了用戶的一致好評和青睞。

1 GPS-RTK技術的基本原理

GPS技術的基本原理實際上就是將衛星導航定位系統與無線電測距交會原理結合在一起而構成的技術。其中衛星導航定位系統是將地球表面設置的無線電發射信號裝置安裝于衛星上來進行實時定位的系統。無線電測距交會原理則是借助于3個及以上的地面控制在來對衛星所處的位置進行測定，同理，通過借助3顆及以上的衛星空間位置也可以對地球表面的任一點的位置進行測定。

RTK技術的基本原理是以載波相位觀測量為測量依據，并將數據傳輸技術和GPS測量技術有效結合的實時差分GPS測量技術，同時其也是對GPS測量技術的一個突破。通常而言，RTK技術主要包括三個主要部分，即：軟件系統、數據傳輸設備和GPS接收設備。而就RTK技術的基本工作方法和思想而言，其主要包括以下幾個方面：首先需要在觀測基準站上設置一臺GPS接收機來對全體可見的GPS衛星進行連續、實時地觀測，并要借助無線電傳輸設備將接收機所觀測的各類數據信息傳輸給用戶觀測站。然后在用戶站上，在GPS接收機對GPS衛星信號進行接收的同時，要借助無線電接收設備來對基準站所傳輸的各類觀測數據進行接收。最后要以相對定位原理為計算原理和依據來對整周模糊度未知數進行結算，同時要對用戶站的精度和三維坐標進行顯示。通過對定位結果進行實時的計算，可以實現對用戶站和檢測基準站的觀測質量及結算結果的情況進行監測，及時地對結算結果的準確性進行實時地判定，從而降低觀測的任務量，縮短觀測所需的時間，有效地提高了生產的效率。

2 地質勘察測繪中GPS-RTK技術優勢

GPS－RTK技術可全天候作業，不受時間、空間、人員和天氣變化等多方面因素的影響，且操作簡便，自動化程度更高、控制面積更大，可以很方便地完成絕大部分施工平面定位工作。（1）定位精度高。利用GPS－RTK定位系統可以在極短的時間內完成±10～±20m的定位精度，GPS－RTK定位系統中，1h以上觀測的解算，可以將平面位置的誤差控制在1mm以下，使其能對地質勘察測繪中的高精度要求做到充分的滿足。（2）GPS－RTK定位系統與傳統測量方法相比，前者對于水利工程測量中作的效率與質量都有著顯著的提升，提供的三維坐標也使測算更加精準，有著傳統測量方法無法比擬的優越性；而測站之間無需通視這一優勢，則對測量學中的難題有了妥善的解決，保證了接收的信號不會受到干擾。（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）操作較為簡單，數據處理能力較強。GPS-RTK 技術可以進行電磁波通視，這主要是因為這項技術不會受到外界測繪作業條件的影響，在地形復雜的環境中，不會受到地物障礙的影響。基準站與流動站的搭設較為簡單，可以快速獲取結果，其數據處理能力強，簡單易操作。

3 地質勘察測繪中GPS-RTK技術優勢及應用

3.1 架設基準站

這是GPS-RTK順利實施的關鍵，架設基準站時，應保證視野開闊，遠離大功率天線發射源和高壓輸電線路，基準站附近不應有能對衛星信號造成干擾的物體，另外還要保證便于傳送差分改正信號，便于安裝和操作，為在確保GPS發射電臺覆蓋能力的同時盡量擴大通訊半徑，最好將基準站架設在較高處。其次，架好GPS接收機和天線后，設置基準站和移動站，先連接基準站，對其坐標進行平滑采集，將基準站儀器高輸入保存，等到指示燈發出通訊信號，斷開連接，然后連接移動站，在此過程中，保證輸入數據的準確性，基準站、移動站各項參數的設置應保持一致，且兩者之間要始終保持數據連接。

3.2 野外數據采集

應用GPS的靜態功能和動態功能進行野外數據采集，靜態功能主要是通過GPS接收機接收到的GPS衛星信號確定地面所需點的三維坐標，此時各站點保持相對靜止狀態，數據采集持續進行，根據接收機之間距離、站點被遮擋情況、衛星幾何狀況等確定數據采集時間，結束一個同步時段的數據采集后，開始進行下一個時段的靜態數據采集，采集完所有數據，將數據輸入計算機，以為做測點后處理提供方便。動態功能則是通過GPS衛星定位已知三維坐標點位，并將其實地放樣到地面上，在動態數據采集過程中，GPS接收機保持固定，所有測點的點位是相對于GPS接收機而言的，實際工作中，一般將GPS接收機設定為流動站，裝在背包中由一人操作，而操作員可通過掌上電腦與接收機溝通。靜態和動態數據采集都有自身優缺點，靜態數據需要進行后處理，動態數據則要進行適時處理。

3.3 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。

3.4 放樣測量

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。

3.5 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。

2.6 碎部測量

采用RTK技術進行測圖時，不要求通視，架設好基準站后，僅需一人拿著儀器便可以開始測量。測量時，測量員在儀器已經初始化的情況下，在要測的地形地貌碎部點上，將測桿對中、讓氣泡居中后，開始測量幾秒鐘，就能獲得該點的坐標，精度達到要求后就可保存，保存點時輸入該點的特征編碼，把一個區域內的地形地物點位測定后，利用專業數據傳輸和處理軟件可以輸出所有的測量點。

結束語

GPS-RTK的應用給地質勘察測繪工作帶來了全新變革，不管是在時間上，還是在空間上，都使地質測量工作傳統作業方法得以改變，這為地質勘查測繪提供了強有力的支撐，對于提高工作效率具有重要作用。相信隨著測繪技術進一步發展、數據處理的逐步完善以及對GPS-RTK更加高效的利用，我國地質勘查工作將會步上一個新臺階。

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1007-6344（2015）09-0089-01