GPS RTK測繪技術在地質勘查測繪中的應用

王博楠

（河北省地質調查院，河北 石家莊 050000）

現代科學技術的快速發展下，讓GPS系統也在不斷地變得成熟。GPS RTK技術是傳統GPS測量技術的一次全面突破，在精度、工作速度和性能方面都彌補了傳統測量的空間時間限制，在地質勘探過程中有效提升了工作質量。現代工程測量必將朝著測量內外作業一體化和自動處理智能化的趨勢發展，也需要我們對GPS網絡RTK定位展開針對性研究分析。

1 GPS RTK測繪技術的原理

RTK指的是Real-time Kinematic，即實時動態定位技術，它是一項以載波向外觀測為基礎的實時差分GPS的測量技術。具體來看使用兩臺或兩臺以上的接收設備同時接收衛星信號，其中一臺安裝在以坐標點上，作為基準站，另一臺作為移動站。RTK的作業模式之下，基準站和移動站之間保持了密切的聯系，不斷地對可見衛星進行觀測，然后將這些帶有信息的數據通過電臺進行傳遞，接收機可以獲取觀測值的坐標信息，從而將最后的GPS觀測值數據進行有效處理，獲取三維坐標。從技術條件的角度來看，RTK只需要滿足基本的工作條件即可達到高精度要求，讓現代地質勘察測繪工作變得更加輕松，也不需要額外的人工干預，從根源上避免了人為因素產生誤差的可能性。GPS技術在長期發展的歷程中經歷了靜態測量、快速靜態測量之后，RTK已經被廣泛地應用于測繪生產的各個環節當中。

按照目前的實時定位測量方法，如果在野外展開測繪工作，相關技術人員只需要攜帶定位接收設備即可。這些設備本身比較小巧，在事先設定好的測量點固定好設備之后，就可以在衛星信號條件比較好的前提下快速定位數據。總體來看，無線電的傳輸基本不受到距離火其它地形的限制，對于測量人員的數量要求也比較低。所以，在獲取數據后可以對數據誤差展開嚴格控制，大幅度地降低了測量工作對資源、時間的浪費情況。因為傳統的測圖方法需要4天左右的時間才能進行作業，而RTK流動站只需要1人～2人即可開始工作，甚至于在幾個流動站共同作業的前提下可以大幅增加工作效率。

當前有關RTK的野外測繪軟件也得到了分析利用，在借鑒某些同類先進軟件的基礎上，基于國內測繪行業的需求進行開發，在大地測量、工程測量等多個方面發揮了有效作用，也讓GPS RTK技術的應用范圍進一步擴大。

2 GPS RTK技術在地質勘查測繪中的應用

2.1 控制點測量

GPS RTK的一般測量包括基準點的設置、流動站設置、中繼站設置等。控制點測量工作無疑是其主要的應用范圍。按照《地質礦產勘察測量規范》的相關要求，GPS RTK定位數據處理過程本質上是基準站和流動站之間的單基線處理過程，觀測數據的質量和定位結果之間存在著密切聯系。在野外進行勘查的過程中，控制點位置的選擇工作至關重要。以基準站設置來說，系統設置首先包括建立項目和坐標系統，然后選擇GPS RTK的工作方式。在輸入基準站坐標之后啟動相應的工作模塊。

而流動站GPS的設置過程中也要做好項目和坐標系統的把控，有關坐標的輸入與流動站RTK工作啟動。考慮到野外某些測繪環境比較復雜，流動站和基準站之間往往會有障礙物存在，可能在一定程度上干擾電臺的通信質量。此時可以通過中繼站電臺的設置進行彌補，一方面接受基準站的信號，將其提供給流動站展開各項工作，另一方面電臺設置可以按照實際需求來調整位置，不需要完全安排在已知點位之上。在嚴格遵守規范的前提下，作業的成果和精度都能滿足規范要求。

2.2 地質點測量

利用GPS RTK進行地質點測量和常規測量方法有著類似的地方。首先需要在測量區域布置好相應的控制點并進行控制測量，然后進行碎部測量。對于某些信號條件無法滿足RTK條件的測量點，還應在測區邊緣設置一些控制點，利用全站儀進行內部的輔助定位。從實踐結果中我們可以了解到RTK可以有效地縮短野外測繪所耗費的時間。在困難地區，將其與全站儀等設備結合使用也能對某些關鍵地物點展開準確定位。但需要注意的問題在于，單基站定位測量時既要考慮到基站的架設問題，也需要綜合考慮環境產生的影響。例如定位點和待測點之間是否有強干擾源存在。因此地質勘查人員會在地質點等區域嚴格按照初測、復測和終測的作業程序進行各項工作，無論是地質點、坑道、鉆孔還是端點的測量都可以滿足精度需求。

2.3 碎部測量

傳統外部作業測量進行的過程中，一般都采取廣域到細部測量的工作流程。但隨著GPS技術的進一步發展，借助GPS RTK的快速靜態模式來進行測量成為了一種更加有效率的實施方案。對于地物，碎部點可以選擇地物輪廓線的方向變化處，按照這些特征點的高程信息來展開測量。GPS RTK技術在應用過程中具有明確的技術優勢。在近距離高精密度的測量工作中，按照長時間定位獲取的數據誤差可以控制在1mm以下，且隨著測距的增加，在誤差方面都卡控制優勢也會更加明顯。

因為RTK從本質上看也是一種衛星定位技術，數據采集環節不會受到物體的阻擋，通常可以將誤差控制在cm的等級，也能夠隨時檢測碎部測量的誤差是否滿足規范要求，從而避免返工等問題。

2.4 界址點測量

在某些地籍測量工作當中，界址點測量的結果可以用于確定測量區域的大小，并且標定測區的位置。按照規程的有關要求，勘測界址點的誤差限度與穩定程度都需要進行記錄，從而正名RTK方法的誤差符合相關的要求。當然使用RTK進行界址點測量時可能會遭遇到目標偏心問題，且產生此類情況的主要原因在于某些測量點位置較偏僻，使得儀器無法放置并發揮效果。

2.5 應用過程中需要注意的問題

利用GPS RTK進行實時測繪時，基站的架設過程中需要充分注意周圍環境產生的環境影響，并且讓基站點、待測點之間沒有強干擾源的存在。在設計完相關的測量參數后，啟動系統并進行定位。在設備固定后應首先觀測一段時間，目的在于了解區域內的信號情況和周邊環境。如實測中初始化進程比較慢，則考慮將不同部分之間以定位信號處理站鏈接為有機整體。

3 GPS RTK技術的發展前景

在未來可以實現GPS RTK技術的多種空間資源利用，即在熟悉儀器特性的前提下注重基準位置的選擇，避免測量環節中出現作業盲點。另外，還應該考慮在測區內的環境不良地區設置一些其他的控制點，例如避免無線電干擾、多路徑效應等。將這些新技術應用于測繪領域，可以獲得更高穩定性和更小誤差的測量數據，從根源上提升測繪的精確水平。另外，通過不同精度的測量網絡布設也可以獲取滿足誤差要求的數據內容，提供一致的定位數據校準信息。而GPS RTK技術與無線傳輸、信號處理等理論的結合也能讓更多快捷精確的測繪設備發揮作用。

信息時代的特點給測繪工作賦予了新的理念和實施方法，而GPS網絡RTK定位作為一種高精度的GPS定位技術，借助廣域差分GPS和多個基準站的區域差分，減少測量誤差對流動站產生的影響。在今后的工作中，該方法將得到進一步擴展，且保持高精度和可靠性的優勢，具有非常廣闊的應用前景。

4 結語

隨著科學技術的不斷發展，測繪技術也在更新的過程當中，因此只有不斷改進現有的技術設計方法，才能適應當代科學發展的速度，有效地指導和控制測繪工程質量。總而言之總而言之，測繪工程作為一項基礎性和可持續性的工作，會隨著城市化進程的加快不斷地發揮作用，為測繪行業提供技術支持。結合社會工作的不同需求，將GPS RTK技術作為先進的測繪手段會成為研究工作的主要目標，特別是近年來新的測繪儀器和方法逐漸替代傳統測量手段，也說明管理決策工作變得更加高效、科學，人們對于國土資源的管理工作也能更加深入具體，符合各項工作的要求。