GPSRTK技術在地質勘查工作中的應用

覃雄謀 龍玉石 羅小兵

（貴州省建筑工程勘察院 貴州貴陽 550000）

GPSRTK技術在地質勘查工作中的應用

覃雄謀 龍玉石 羅小兵

（貴州省建筑工程勘察院 貴州貴陽 550000）

地質勘查工作包含許多復雜的工程，隨著測繪技術的快速發展，地質勘查工作也隨之得到了新的變革，尤其是GPSRTK技術具有操作簡便、無須通視、實時定位、定位精度高等優點，使之在地形圖測量、工程放樣、地質鉆孔測量、物化探測網、地質剖面測量等許多工作中得到廣泛應用，給地質勘查工作帶來了極大的方便。

GPSRTK技術；地質勘查；應用

引言

近年來，科技的發展帶動各行業技術的進步，我國地質勘查市場迅速的發展，也對地質勘查工作提出了更高的要求。而GPS RTK技術作為地質勘查工作中新興起的科學技術，對地質勘查工作發揮著重要的作用。因此，本文對GPSRTK技術在地質勘查工作中的應用進行了分析，介紹了GPSRTK技術的優缺點并提出了作業中的應對措施，希望對地質勘查工作具有一定的參考意義。

1 GPSRTK技術的概述

1.1 GPSRTK技術的內涵

所謂GPS，指的是全球定位系統，在海陸空方面實現全方位的實時三維導航和定位，因此具有精度高、效率大、功能多、操作簡便、應用廣泛等諸多特點。常規的GPS測量方法有靜態、快速靜態、動態測量等，但是這些都需要在事后對其進行解算才能獲得高精度的結果，而且對觀測數據的正確與否沒有辦法進行實時的檢核，由此就誕生了GPSRTK技術。實時動態定位技術簡稱RTK技術，它是GPS測量技術的一個新突破，也是測量領域的一個新的里程碑。

1.2 GPSRTK技術的工作原理

RTK實時動態定位系統由三部分組成：基準站、流動站和數據鏈。RTK定位技術以載波相位觀測量值為根據，以建立無線數據通訊為實施動態測量的保障，其具體工作原理如下：GPSRTK技術以精度較高的控制點為基準點，并在上面安置一臺接收機作為參考站，然后用GPS接收機連續不間斷的監測所有可見的GPS衛星。與此同時，將流動站上的接收機接收到的衛星信號傳遞給無線電設備，讓其接受基準站上的觀測數據，這樣接收機數據處理裝置就可以根據相對定位的原理實現計算同時給出厘米級的定位結果。由此，用戶就可以實時監測流動站內待測點的觀測質量和基線解算結果，并根據待測點的精度指標，確定觀測時間，有時用時甚至不到1秒，從而減少冗余觀測，提高工作效率。

1.3 GPSRTK存在的誤差

GPSRTK的誤差主要包括基準點坐標誤差、測量儀器本身的誤差（如天線相位中心變化）、人為因素造成的誤差（如對中誤差）、外界環境因素引起的誤差（如多路徑效應、電離層誤差和對流層誤差）等，因此要采取一定的措施克服上述誤差。對于基準點坐標誤差，首先必須要確保高質量的GPS靜態觀測，然后利用GPS數據處理軟件正確地解算出基準站坐標，盡量減小因軟件解算造成基準點坐標誤差；對于GPS測量儀器本身的誤差，應該在作業前對其進行實驗，檢查其性能，及時發現問題并對其進行校正；對于人為因素造成的誤差，需要提高測量員的專業技能、增強測量員的責任感，作業時要嚴格按照GPS測量規程進行操作；對于外界環境因素引起的誤差，應特別注意合理選擇基準站位置，而且要選擇最佳的觀測時間。

2 地質勘查中GPSRTK技術的用途

GPSRTK技術能夠很好地服務于地質勘查工程的測量。GPSRTK技術的快速靜態測量、動態測量和準動態測量能夠輕松地解決工程測量、地形測量、物化探測量等一系列的問題。

2.1 探礦工程由地質技術人員測量

隨著GPSRTK技術的出現，我國的地質勘探效率、精度得到有效提高。在具體工作中利用GPSRTK技術的時候，若是短距離，通常用距離測區不大于15km的國家控制點作為基點。長距離時則采用GPSRTK技術引測控制點到工作區，再選擇好的地形地貌架設基準站，然后把要布置的工程點坐標輸入到定位系統機上，再利用GPSRTK技術的放樣功能布設工程點，完成探礦工程的初測。特別是鉆探工程中，待鉆機安裝完畢，要對孔位進行復測，所有探礦工程施工結束，均用移動站對探礦工程進行定測，這樣可以減少傳統測量方式的測量誤差，提高勘測區工程點的布設精度。

2.2 勘探線剖面由地質技術人員測量

在我國的地質勘查過程中，不論是地質普查、詳查、勘探，都涉及到勘探線剖面，特別是在詳查、勘探階段進行勘探線的剖面測量必不可少。而傳統的勘探線剖面的測量方法大體分為兩部分：地質部分和測量部分。測量技術人員僅能完成勘探線剖面地形線的測量。地質技術人員則根據測量技術人員提供的勘探線剖面進行野外填繪，補充地質內容。GPSRTK技術的出現，使地質技術人員完全可以勝任測量技術人員的工作，并在測量勘探線剖面地形的同時完成地質內容的測量。

2.3 工程點布設及物化探測量

在地質勘探的過程中，GPSRTK技術也能在工程區控制網的基礎上，合理分布礦區工程點，并將工程點的坐標輸入到定位系統機上，再利用GPSRTK技術的放樣功能布設工程點，這樣可以減少傳統測量方式的測量誤差，提高勘測區工程點的布設精度。物化探測量，是進行布置測網，為物化探布設剖面等，以達到能為物化探提供嚴謹真實的測量資料的目的。除此之外，物化探測量相較于過去用全站儀和經緯儀進行作業也更加的省時省力，并且方便。

3 GPSRTK技術在地質勘查中的優缺點及相對應對措施

3.1 GPSRTK技術在地質勘查中的優點

在地質勘查的過程中，GPSRTK技術有著廣泛的應用，主要是因為其具有諸多優點，如下：①GPSRTK技術需要較少的控制點數量和儀器搬站數量，從而使作業速度快、勞動強度低，工作效率高。②GPSRTK技術實現了厘米級的三維坐標，具有較高的精度，且得到的數據安全可靠。③與傳統的地質勘查工作相比，GPSRTK技術對于環境條件要求低，只要接收衛星信號和電訊數據傳輸正常，就能夠實現快速的定位。④GPSRTK技術具有強大的測量功能，其自動化和集成化程度高，無需人工干預便能夠完成多種測量功能，這樣就減少了人為誤差，確保了工作精度。⑤GPSRTK技術操作簡單，具有極強的數據處理能力，在工作過程中，只要在設站時進行簡單的儀器操作，便能夠實現測量結果和工程放樣。

3.2 GPSRTK技術在地質勘查中的缺點及相對應對措施

盡管GPSRTK技術有著多方面的優勢，其在地質勘查工作中有著廣泛的應用，但是其仍在存在著一定的缺陷，其工作過程也會受到各種問題的限制。接下來，本文將根據GPSRTK技術在地質勘查中的缺點相應的提出一些應對措施。①GPSRTK技術受到衛星圖形的限制。由于受到衛星圖形的限制，所以在一段時間內被衛星覆蓋時容易產生假值。解決這種問題的辦法主要是通過重測比較法來進行彌補，即在作業前先對1～2個已測的地點進行檢核，確定是否產生假值。②GPSRTK技術在地質勘查中會受到天空環境的影響。一般在中午時，RTK技術容易受到電離層的折射干擾，因此出現初始化時間長等問題，甚至無法進行初始化而無法進行測量。因此，通常情況下放棄在上午11點到下午2點之間進行作業。③RTK技術的數據鏈在傳輸時容易受到高頻信號的干擾，這種情況主要出現在地形起伏較高的山區或是城鎮樓房密集的地方。解決這種問題主要是通過將基準站設置在有效半徑控制范圍內的中央最高點，使其遠離磁場較強的地方。④在測量時GPSRTK技術進行高程轉化容易產生異常。我國有些山區的高程異常圖存在較大的誤差，因而使得GPS在進行高程轉換時相當困難，精度也不準確，因此對于這種情況，應該在作業時盡量多地測量精度可靠地高程，并適當的縮小作業面積，確保高程測量本身的觀測質量。

4 結束語

綜上所述，在我國的地質勘查工作中GPSRTK技術有著強大的優點和功能，具有更為廣闊的發展空間。利用GPSRTK方法在地質勘查應用中能夠發揮其操作簡便、定位精度高、實時性強、點位誤差不積累等優點，達到了降低作業強度、減少測量成本、提高勞動效率的目的。但也應注意到其自身所存在的局限性，對于處在茂密林區的地質勘查測量必須采用GPS與傳統方法組合的方式進行測量，以確保測量成果的精確性和可靠性。

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[2]金和平.GPSRTK技術在地質勘探工程測量工作中的應用[J].江西建材，2013：210～211.

[3]李光輝.GPSRTK技術在地質勘查測量中的應用[J].數字技術與應用，2012：59.

[4]吳勤偉.GPSRTK技術在某地質勘查項目中的應用[J].科技廣場，2015：25～28.

P228.4

A

1673-0038（2015）49-0220-02

收稿日期：2015-9-15

覃雄謀（1974-），男，壯族，廣西人，高級工程師，本科，主要從事工作方向為巖土工程。