李琳 等

摘要： 本文主要介紹了GPS-RTK概述， GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的運(yùn)用， GPS-RTK測(cè)量精度的控制，最后對(duì)GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明。

Abstract： This paper describes the GPS-RTK， its application in the geological measurement， and the control of GPS-RTK measurement precision， and at last expounds the application of GPS-RTK technology in the geological measurement.

關(guān)鍵詞： GPS-RTK；地質(zhì)；測(cè)量

Key words： GPS-RTK；geology；measurement

中圖分類號(hào)：P624 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）03-0310-02

1 GPS-RTK概述

Global Positioning System簡(jiǎn)稱GPS。GPS研制于上世紀(jì)的70年代，是由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)的研制目的主要是為三軍提供一些導(dǎo)航服務(wù)，并在其他的一些軍事領(lǐng)域，例如收集情報(bào)，應(yīng)急通訊等應(yīng)用。在1994年，美國(guó)完成了24顆GPS衛(wèi)星的布設(shè)，使得GPS在全球的覆蓋率達(dá)到了98%。

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)是一種在載波相位觀測(cè)值的基礎(chǔ)上而建立的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)主要由基準(zhǔn)站接收機(jī)；移動(dòng)站接收機(jī)；數(shù)據(jù)鏈組成。基準(zhǔn)站接收機(jī)通常是建立在已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)上，如果五已知坐標(biāo)，可選擇地勢(shì)較高地區(qū)，連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將測(cè)站的坐標(biāo)、觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送出去，移動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤gps衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，通過(guò)ｏｔｆ（ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ）算法快速求解載波相位整周模糊度，通過(guò)相對(duì)定位模型獲取所在點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)和精度指標(biāo)。

2 地質(zhì)勘查測(cè)量概述

地質(zhì)勘探通常是指礦產(chǎn)資源普查與勘探。一般分為找礦（初步普查）、普查（詳細(xì)普查）、詳查（初步勘探）與精查（詳細(xì)勘查）四個(gè)階段。其目的是為了詳細(xì)查明地下礦產(chǎn)資源。

在普查和勘探的各個(gè)階段中都需要進(jìn)行相應(yīng)地測(cè)量工作，這項(xiàng)工作稱為地質(zhì)勘探工程測(cè)量。其主要任務(wù)可分為基礎(chǔ)測(cè)量與工程測(cè)量?jī)纱蟛糠??；A(chǔ)測(cè)量主要是指對(duì)整個(gè)礦區(qū)的控制測(cè)量，以及大比例尺地形圖的測(cè)繪。工程測(cè)量主要是指結(jié)合普查和勘探所進(jìn)行的各項(xiàng)設(shè)計(jì)、測(cè)設(shè)、定測(cè)及各種專題圖紙的編繪等。

隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，尤其是GPS-RTK技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給地質(zhì)勘查工作提供了極大的方便嗎，給地質(zhì)勘查中的測(cè)量工作帶來(lái)了質(zhì)的飛躍。

3 GPS-RTK技術(shù)作業(yè)流程

3.1 準(zhǔn)備工作 在GPS-RTK野外測(cè)量前，應(yīng)事先對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行踏勘，對(duì)測(cè)區(qū)周圍的高等級(jí)平面控制資料及高程資料進(jìn)行搜集，并根據(jù)收集到的控制點(diǎn)坐標(biāo)成果進(jìn)行分析，確定本測(cè)區(qū)應(yīng)用的控制點(diǎn)。①基準(zhǔn)站及流動(dòng)站的參數(shù)設(shè)置，基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)采樣率一般為4～5S，流動(dòng)站的數(shù)據(jù)采樣率一般為1～2S，截止高度角通常先設(shè)定為10°；②在基準(zhǔn)站輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)；③進(jìn)行地質(zhì)工程測(cè)量前，把流動(dòng)站儀器設(shè)備設(shè)置參數(shù)和基準(zhǔn)站設(shè)置保持一致。

3.2 求定測(cè)區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù) 在搜集到的控制點(diǎn)資料中，合理選擇控制網(wǎng)中已知的WGS84和1954年北京坐標(biāo)系以及高程的公共點(diǎn)，求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，為RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量做好準(zhǔn)備。選擇轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)要注意以下兩個(gè)問(wèn)題：

①要選測(cè)區(qū)四周及中心的控制點(diǎn)，均勻分布；②為提高轉(zhuǎn)化精度，最好選3個(gè)以上的控制點(diǎn)，利用GPS隨機(jī)軟件求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3.3 GPS-RTK施測(cè)步驟 瑞士徠卡1200型動(dòng)態(tài)GPS系目前國(guó)際先進(jìn)型號(hào)，其動(dòng)態(tài)精度可達(dá)±5mm＋1ppm×D（D為基線長(zhǎng)度）。徠卡1200型動(dòng)態(tài)GPS具有最快的衛(wèi)星跟蹤技術(shù)、跟蹤更低的高度角、消除多路效應(yīng)、抗干擾，更快的更新率、低時(shí)間延遲，特別是使用其特有的Smartcheck（快速檢核技術(shù)）算法承擔(dān)并整理Smart Track（敏捷跟蹤）所獲得的觀測(cè)值，給出快速精確的成果，使在樹(shù)下以及傳統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行RTK測(cè)量的地方幾秒內(nèi)就能完成初始化，實(shí)時(shí)進(jìn)行完好性檢測(cè)。它能夠以20Hz的速度提供厘米級(jí)的定位成果?？煽啃栽?5Km以內(nèi)達(dá)到99.9%。

施測(cè)時(shí)每點(diǎn)均實(shí)地實(shí)時(shí)整平對(duì)中后方測(cè)量數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)于徠卡GPS儀器內(nèi)部，同步繪制草圖。后通過(guò)讀取野外存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)展繪，結(jié)合野外草圖進(jìn)行室內(nèi)繪圖。

4 GPS-RTK測(cè)量的質(zhì)量控制

進(jìn)行RTK作業(yè)的時(shí)候，為了保障測(cè)量的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)將基準(zhǔn)站設(shè)立在地勢(shì)比較高，并且視野開(kāi)闊的地方，要適當(dāng)?shù)耐ㄟ^(guò)增加基準(zhǔn)站的發(fā)射天線高度來(lái)保證準(zhǔn)確性；利用已經(jīng)建成的國(guó)家高等級(jí)GPS點(diǎn)，三角點(diǎn)來(lái)作為聯(lián)測(cè)控制點(diǎn)，數(shù)量越多越好，并且需要由較強(qiáng)的圖形性；測(cè)量的時(shí)間也是非常重要的，要根據(jù)衛(wèi)星的星歷預(yù)報(bào)，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間；要保證每一個(gè)測(cè)設(shè)點(diǎn)的觀測(cè)時(shí)間，并需要的時(shí)候適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)；要計(jì)算好作業(yè)半徑，在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行工作，也可以采用定向天線或者中繼站電臺(tái)擴(kuò)大范圍。

5 應(yīng)用前景

5.1 圖根控制測(cè)量 GPS-RTK測(cè)量所得坐標(biāo)數(shù)據(jù)完全可以滿足一般圖根點(diǎn)控制精度要求，所以在地質(zhì)勘查工作中，可以運(yùn)用RTK對(duì)礦區(qū)實(shí)施圖根控制點(diǎn)布設(shè)。

5.2 地質(zhì)工程放樣 地質(zhì)勘查過(guò)程中往往需要布設(shè)勘探線，并且進(jìn)行必要的槽探、鉆探、物化探等工程，但是礦區(qū)往往由于面積較大，地形復(fù)雜，山勢(shì)陡峻等因素嚴(yán)重影響通視情況，運(yùn)用傳統(tǒng)常規(guī)測(cè)量方法如經(jīng)緯儀、全站儀測(cè)量工作效率較低，而利用GPS-RTK只需要“電磁波通視”的優(yōu)點(diǎn)，可以讓工程放樣工作事半功倍。

5.3 地形測(cè)量 地質(zhì)勘查也需要對(duì)礦區(qū)進(jìn)行地形圖的測(cè)量，采用RTK聯(lián)合全站儀進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖，可以極大的提高測(cè)量工作效率。

5.4 剖面測(cè)量 利用GPS-RTK的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，可以在勘探線的縱橫斷面上實(shí)施剖面測(cè)量，并進(jìn)行土石方的相關(guān)計(jì)算。

參考文獻(xiàn)：

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