基于RTK技术布设的物探测网数据用于绘制数字化地图*

张亚东,白 薇

(中国冶金地质总局地球物理勘查院,河北保定071051)

0 引 言

RTK(Real-Time Kinematic实时动态差分)技术是集计算机技术、数字通信技术、无线电技术和GPS测量定位技术为一体的组合系统,也是GPS发展过程中的一项新突破。其基本工作原理是:基准站GPS接收机在对所有可见卫星进行连续观测的同时,通过无线数据传输设备(一般为内置或外置电台),将其观测数据实时地发送给流动站。流动站GPS接收机不仅接收卫星信号,还通过无线电接收设备(一般为内置电台),接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时地解算出整周模糊度未知数,并计算出三维坐标及其精度,显示在流动站电子手簿上,可以达到厘米级精度[1-2]。

在固体矿产勘查中,采用中间梯度装置,工作比例尺为1:5000,其测网密度为线距50 m,点距20 m.测网布设采用RTK技术,与传统的物探测网布设方式相比,其优势在于定位精度高、作业效率高,而且每个点的误差均不累积。这不仅提高了物探测网布设的精确度,而且完全满足大比例尺地形图对碎部点测量的精度要求。

1 项目概况

本次工作区域位于蒙古国苏赫巴托尔省某矿区,测区面积30.58 km2,我单位承担全区1:5000激电中梯工作,考虑到今后矿山建设,拟完成全区1:2000数字地形图测量,如果单独进行地形测量,耗时长工作量大,而且增加成本。经现场踏勘,该地区地势平坦,地貌简单,地物稀少,认为利用50 m×20 m的物探测网数据,地形点遗漏较少,有地形点遗漏的较复杂地区,进行适量的碎部点补测,所绘制的1:2000地形图能够达到正测要求。

2 施测步骤

2.1 基准站选择

根据实际情况,就基准站选择依据以下原则:

1)每次作业前都将基准站架设在相对较高的位置,以保证电台通信的最大有效半径。

2)尽量使基准站位于流动站作业的中心区域,基准站到流动站距离不大于10 km.

3)远离水域和建筑物。

2.2 求解转换参数

利用手簿软件中的“点校正”功能,实地采集3个以上已知控制点坐标数据进行转换参数的解算。在启用转换参数后,要观测没有参与参数解算的其他已知点,以检核解算结果。

2.3 数据采集

对设计好的物探测点,利用RTK放样功能测设到实地,同时按物探要求编写点线号并存储。需要补测的区域,测量人员在地形特征点上采集数据并存储,必要时输入编码。当天工作完成之后,及时将数据传输到计算机保存,并做图检查是否有遗漏[3-4]。

2.4 数据质量检查

对所有测点进行了随机抽查,检查点个数为1261个,约占所有数据的3.8%。点位误差最小为0,最大为13.2 cm,点位中误差为Ms=±13.8 cm.通过误差统计,90%以上的点误差分布在Ms以内,点位准确。高程方面,因为两次测量间隔时间较长,但是绝大数点的高程误差在±5 cm以内。分析结果说明,利用物探测点数据绘制的数字化地图,测量精度达到了《城市测量规范》要求,符合正测标准。

3 成 果

将RTK外业数据整理后,利用南方CASS9.0绘制等高线,并进行整饰、编辑,最终得到了测区的地形图,如图1。由于基准站和流动站之间通讯良好,所得数据质量可靠,保证了绘图数据精度。经甲方现场验收认为,地形图上地物无遗漏、地貌无变形,真实的反映了实地地形,满足正测地形图的精度要求。

图1 测区部分地形图

4 结 论

1)基准站的架设,必须是相对较高并且视野开阔的地方,这样才能保证无线电信号的畅通;合理安排基准站的位置,在一天的工作中尽量不要迁站,这样既能提高工作效率又可以防止在迁站过程中发生错误。

2)在解算转换参数时,尽量选择能够覆盖整个作业区域的已知点;解算完成后要到已知点检查,确保参数正确。

3)在进行物探测点放样时,如果时间允许,及时对物探测线附近的地形遗漏点做补测,并做好记录;如果时间紧张,要记录好复杂地形区域,以便今后补测。

4)在低山、丘陵地区进行大比例尺地形测量时,RTK技术比传统的电子平板技术更具优越性。

5)RTK在山地地形测量中,应在高程方面多做检查,必要时可结合全站仪联合作业,以便优势互补。

如果先进行地形测量,再进行激电中梯测量,不仅耗时长,而且成本高。实践证明,利用RTK技术在进行物探测网布设的同时,适当的增加一些地形点,最后绘制测区地形图,不仅完成了设计的物探任务,而且使得区域地形图得到了更新,还节省了直接测量地形图的成本和时间,一举多得。

[1] 蒋 辉,潘庆林,刘三枝.数字化测图技术及应用[M].北京:国防工业出版社,2006.

[2] 刘基余,李征航,王跃虎,等.全球定位系统原理及其应用[M].北京:测绘出版社,1993.

[3] 吴学峰.GPS RTK技术在全野外数字化地形测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息,2006(6):100-103.

[4] 靳海亮,韩奎峰,周兴东,等.矿区地形图测绘中RTK的应用[J].测绘通报,2003(10):31-32;45.