地質工程測量中GPS-RTK技術的應用

【摘要】我國的經濟以及社會一直在持續的發展，地質工程測量在地質勘探領域當中占據非常重要的地位，同時，地質工程測量的發展也具備較大的挑戰，對于各級地質部門來講，尤其是GPS-RTK在地質工程測量當中的具體應用，為地質工業開辟了一種全新的領域。在地質工程當中，地質工程測量部門在應用新的工程測量技術時將會面臨更加嚴峻的挑戰。本篇文章主要對地質工程測量中的GPS-RTK技術進行簡單地介紹，希望可以給大家帶去一些啟發。

【關鍵詞】地質工程測量;精度;GPS-RTK;工程測量技術

近些年來，為了鼓勵更多的資源項目得到開發以及應用，我國一定要不斷的增加對地質勘探的具體資本投資。傳統的測繪方法在工作效率方面是比較低的，無法更好的和測繪需求相適應。其已經被市場逐漸的淘汰，GPS-RTK測繪技術憑借其自身的成熟性、穩定性、以及全天候型、使得地質勘探工程測量的效率得到了大大的提高，并且被非常廣泛的進行使用。

1、RTK基本工作原理

工作原理（圖1 ）是將一臺接收機作為基準站，另一臺或幾臺接收機置于載體（稱為流動站）上，基準站和流動站同時接收同一時間、同一GPS衛星發射的信號，基準站所獲得的觀測值與已知位置信息進行比較，得到GPS差分改正值。然后，將所得的改正值通過無線電數據鏈電臺及時傳遞給共視衛星的流動站精化其GPS觀測值，從而得到經差分改正后流動站較準確的實時位置。RTK系統主要由基準站接收機、數據鏈及移動接收機三部分組成。它是利用2臺以上GPS接收機同時接收衛星信號，其中一臺安置在已知坐標點上作為基準站，另一臺用來測定移動站（未知點）的坐標。基準站根據該點的準確坐標求出其他衛星的距離改正數并將這一改正數發給移動站，移動站根據這一改正數來改正其定位結果，從而大大提高定位精度。它能夠實時地提供測站點指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。

圖1RTK基本工作原理

2、RTK的技術特點

2.1全天候工作

RTK測量技術僅僅的需要滿足“電磁波可見性”的具體要求，而不需要基準站以及移動臺的光學通視。與傳統的測量技術相比較，RTK測量技術不會受到氣候，季節，能見度以及視覺條件的影響。在某些難以使用傳統技術實施操作的區域當中，只要能夠滿足RTK技術的一些基本工作條件，就可以實施全面以及精確的測量[1]。

2.2準確的定位

RTK技術在測量的過程當中具備比較高效的定位精度，并且數據信息相對來講比較的安全以及可靠。當工作半徑處在4km以內時，RTK技術的平面精度以及平面標高可以精確到厘米級。

2.3工作效率高

使用RTK技術，可以一次施測到幾公里的相關測量區域，有效地降低了測量過程當中測量儀器遷站以及測量控制點分級控制的次數。通常情況下，在電磁波的環境之下，工人只需要花費幾秒鐘即可以獲得坐標點。使用RTK技術可以降低人員的勞動強度，加快工作的速度，并降低一些不必要的支出。

2.4易于操作

RTK技術相對來講非常的易于操作，設置之后，就可以在步行以及測量時獲得測量的具體坐標并放樣相應的結果。RTK在數據處理方面具備非常強大的作用，其不僅可以實施數據輸入，轉換，存儲以及讀取等，還可以及時的與計算機或者其他的一些測量儀器完成通信[2]。

3、具體應用

3.1測繪意義

地質勘測指的是所有從事礦物勘探、地質勘測以及成果匯編的一種勘測工作的總稱。它主要包含：地質剖面測量，地質點測量，物化探測量，礦區地形測量，礦區控制測量，勘探網絡布局測量，礦井勘探工程測量，勘探工程定位測量，井探工程測量，露天開采采礦測量，穿透測量以及地表運動觀測等等。隨著我國的現代化測繪技術一直在持續的擴展，逐漸的告別了舊儀器，舊技術以及舊設備，衛星定位技術（GPS）的使用不僅大大的降低了地質勘測以及制圖的難度，而且還使得其數據以及圖形的準確性得到大大的提高。但是，具備高科技含量的新技術也給地質勘測行業帶來了非常大的挑戰，無論是設備的工作條件還是技術人員的具體綜合技術都需要具備較高的要求。在地質勘測當中，GPS衛星屬于已知點，只要它們可以接收到相應的衛星信號，就可以很好的測量三維坐標。由于快速的GPS測量沒辦法和工程測量所需的精度相適應，因此在某個點重復性的測量需要花費比較長的時間（大致為12-24小時），并且按照衛星時間調整所獲得的多個坐標，被稱之為靜態[3]。

3.2 GPS-RTK的應用

地質勘探工程測繪屬于地質工作當中比較重要的部分，其主要任務是為地層結構以及地質設計提供相應的測繪數據。其次，它是按照地質勘探工程設計相應的路線以及地面鋪設的，進而給出開挖方向以及施工位置;第三，定位工程點，為地質報告的編制以及儲量計算提供具體信息。

3.2.1控制測量

工作區的控制測量一般指的是按照測量區的具體操作區域在國家級控制點上完成首級控制。在工作區域面積不太大的情況之下，可以采用GPS-RTK方法布設一級以及二級小三角點或者導線點精度能滿足現行《地質勘探工程測量規范》要求。按照GPS-RTK的厘米級精度指標，可以更好的和一般區域的具體控制測量需求相適應[4]。

3.2.2地形的具體測量

在地質勘探工程要求的大規模地形制圖工作中，如果地形條件比較良好，（主要指的是高度差相對比較小，地形切割不劇烈，無線連接比較良好，接收到衛星信號以及不存在死角），這樣就可以非常直接的利用GPS-RTK收集測量數據。否則，在比較惡劣的地形條件下，RTK-GPS可以與其他的一些測量儀器（比如全站儀）共同使用以完成測量數據的收集。無論使用哪種方法，與之前傳統的測量方法相比較，都使得工作效率以及測繪精度大大的提高。

3.2.3工程現場的具體布置

如果對工程點的精度要求比較高，并且導航型手持式GPS無法更好的滿足需求，那么只有使用GPS-RTK可以很好的承擔這項任務。我們把設計項目點的坐標輸入到相應的手持設備當中，然后利用GPS-RTK放樣功能將點設置到實地。其他的靜態測量（比如GPS以及后差分后測量）不具備此種功能，并且無法更好的完成工程點的具體布局任務。

3.3測量質量的具體控制

由于受到各種各樣因素的影響，在利用GPS-RTK技術實施測量時，出現坐標誤差的可能性是比較大的。只能通過降低射程并增加相應的回合數來解決問題。為了保障GPS-RTK技術具備較大的作用，及時的總結工作經驗是非常必要的，要不斷的總結相應的測量方法，仔細的計算相應的測量精度，并且要仔細的編寫測量報告，這樣才會使得GPS-RTK操作方法更加的完整。

3.3.1重復性的實施測量

在某些測量區域，由于會受到干擾源的影響，無法更加有效的保障RTK測量的具體質量。如果存在過多的誤差，那么就會造成偽值現象的情況變得越來越嚴重，誤差可能會由之前的幾十厘米變為幾米。因此，在收集數據的過程中一定要非常的謹慎。可以利用其他的一些移動臺多次的收集相應的數據信息，然后判斷觀察質量。在移動站重復收集數據的過程當中，其可以重復測量1到2個已測量的點，這樣就可以檢查參考站設置的正確性。

3.3.2已知點的具體比較

已知的點的比較方法是利用在RTK測量當中啟動數據的相關高級控制網絡。通常情況之下，可以利用GPS靜態進行獲取，可靠性是非常的高。為了檢查坐標轉換的具體參數，一定要保障RTK測量的準確性以及已知數據輸入的準確性，可以把已知點輸入到測量鏈當中來完成檢查。這種方法的效果非常的明顯，可以在任何情況之下使用。

4、技術發展前景

施工單位在實際應用RTK測量技術的過程中，總結出了該技術的實際應用價值。首先，GPS-RTK測量在20km內的點位平面標稱精度可以達到±3cm，完全能夠滿足Ⅰ級導線點的要求，所以GPS-RTK測量可以適用于I級以下的導線點技術要求。目前，該技術有著良好的發展前景，不僅可以用于城市基礎設施建設當中，還可以在礦業開采工作以及國土資源調查等眾多領域當中應用。因此，現階段相關技術人員正在不斷總結自身的工作經驗，研究優化工作流程，創新技術操作方法的可行措施。目的是降低GPS-RTK測量技術的操作難度，讓各個施工單位都能將該技術應用于前期工程測量測繪的環節中，進而推動我國施工行業的穩步發展。

結語：

總之，地質工程測量屬于地質勘探當中非常重要的內容，在這個過程中不可以忽視GPS-RTK技術的具體應用。盡管GPS-RTK技術在應用的過程中存在一定程度的缺陷，但是總體來講，這種技術的測量精度是非常的高，操作比較的簡單，可以使得操作效率得到有效的提高。因此，一定要充分的重視GPS-RTK技術，重視研究以及開發力度，不斷的對GPS-RTK技術進行加強，促進地質工程測量工作的具體轉型，進一步促進我國地質勘探業的發展。

參考文獻：

[1]馬永芳，姚書磊.GPS-RTK技術在地質工程測量中的應用[J].世界有色金屬，2017（16）：46+48.

[2]趙樹梅.地質工程測量中的GPS-RTK工程測量技術簡析[J].華北國土資源，2015（06）：71-72.

[3]李峰.GPS-RTK技術在土地整理工程測量中的應用[J].河南科技，2018（15）：125-126.

[4]雷謹魁.探究GPS-RTK工程測量技術在煤礦整裝勘查中的應用[J].山東工業技術，2018（09）：87.

作者簡介：

林健（1963.01-），男，漢族，湖南長沙人，工程師，主要從事測繪工作。