GPS—RTK技术的工作模式及其在地质测量工作中的应用

郭晨伟　李建锋

[摘要]随着我国地质勘探业的迅速崛起，对现代测量技术的科技含量提出了更新更高的要求。GPS-RTK技术在地质勘探测量工作中的应用，很大程度提高了地质勘探作业的效率。测量新技术GPS-RTK技术的应用极大地提高了地质测量工作的效率和成果的可靠性。本文对GPS-RTK技术的概念、优势、处理数据的工作原理及其在地质工程测量中的应用进行了分析和探讨。

[关键词]GPS-RTK技术 优势 工作模式 应用

[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-115-1

1GPS-RTK技术的概述及其优势

RTK技术是基于载波相位观测值的动态实时定位技术。因其能实时地提供观测站点在任意坐标系中的三维定位结果，其精确度能达到厘米级。测设放样和测点定位是RTK系统应用的主要测量任务。在流动站协和基准站共同工作时，工作人员带着流动站系统在测区来回行走，进行对特征点采点测量。RTK的优势主要表现为：（1）作业效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK测量覆盖率4--5km半径的区域，大大减少了测量的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数。仅需一人操作，而且作业速度快，减轻作业者劳动强度，提高了劳动效率。（2）定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为4km），RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。（3）降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间通视，只要求满足“电磁波通视”即可。因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。（4）RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK可胜任很多种外业测绘。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作极大减少，减少了常规测量仪器人为操作误差，保证了作业精度。

2 GPS RTK 技术在地质测量中的工作模式

目前，GPS RTK 技术在工程测量中的有三种主要应用模式：快速静态定位测量、动态定位测量和准动态测量。

2.1快速静态定位

快速静态定位是静态定位的衍生品，对客观环境依赖程度大，但却有高效快速和高精确度的特点。其工作原理是在每个用户站上安装 GPS 接收机，并保持接收机处于静止状态进行观测和数据采集。用户站同时接收基准站和卫星的观测数据，并实时进行解算来调整用户站的三维坐标。当结算结果的变化趋势越来越小，达到稳定地步，并且其误差在可允许厘米范围之，定位工作结束。如果用户站的接收机处于流动状态，而非静止状态，只需调整接收机接受卫星的频率为不连续状态，也可保证测量结果在误差范围之内。

2.2动态定位

动态定位操作大致分两步：先初始化采样后展开测量工作。在测量工作进行前，先锁定一固定的静止控制点，对其观测数分钟并采取样本数据。紧接着，将采取的样本数据反馈到流动站接收机。此方法适用采样点的实时定位，比如定位地质点的空间坐标位置，其特点是不仅可快速定位还可控制其精确度在厘米误差内。

2.3准动态定位

准动态定位是以动态定位测量技术为基础的，有着相似的工作原理。测量工作前，首先初始化流动站接收机，使其对静止起始点进行观测采取样本数据，用来解算整体作业的未知数据。初始化后，流动站接收机一方面实时接受基准站的同步观测数据，一方面根据初始阶段采取的样本数据，对每一个观测站观测解算，确定每个观测站的三维坐标。此方法测量速度快、精确度高，可适用于地形地质图测绘、勘探线测量、施工后期监测测量等工作。

3 GPS-RTK技术在地质测量工作中的应用

地质勘探工程的设计、地层构造的研究、矿体地质储量的计算及地质报告的编写所用的基础资料都是由地质勘探工程测量工作提供的。因此，地质勘探工程测量是地质勘探工作的重要组成部分。

3.1控制与测量

基线和与其垂直的若干勘探线组成了地质勘探工程的勘探网。GPS-RTK具有较好的测量速度、精度和经济效益。常规的控制测量将会被GPS-RTK逐步代替，成为以后各地建立控制网和勘探网的主要手段。

3.2地形测量

GPS-RTK在测量单点时和全站仪一样所用时间都较短。GPS-RTK测量技术实施数字化测图，无需频繁的换站点和通视频，并且可以使多个流动站同时工作。由此可见，利用GPS-RTK方式进行测量地形的速度更快，节省了大量时间，从而使地质勘探的作业效率得到了大幅度的提高。

3.3剖面测量

GPS-RTK测量技术具有测、放、检、算于一体的特征，能够在勘探线的横断面上进行剖面测量，并且能够对土石方进行相关的计算。相比传统的勘探线剖面测量，GPS-RTK可以完全由一人利用其放样的功能完成勘探线剖面的测量。

3.4放样

地质勘探的工作需要进行工程点的布设，GPS-RTK定位技术的利用能改进传统工程点的观测方法，使野外工作的时间得到减少，从而提高工程点布设的精确度。GPS-RTK技术与传统的地质勘探工程点的定位测量相比，既省时又省力。因此，GPS-RTK技术的应用提高了地质勘探工程测量的工作效率。

4结论

GPS-RTK 技术使传统的地质勘测技术和成果发生了根本变化，它降低了地质勘测工作的作业时间、劳动难度和积累误差，提高了作业的精确度和效率，为测量数据的可靠性、精确度和高效率提供了保障。GPS-RTK技术动态与实际应用得到了越来越多行业的关注和科技工作人员的重视，不仅对地质行业有非凡的意义，对其他更多的行业来说也不失为一个难得的机遇。相信随着科学的发展，GPS-RTK技术的稳定性、数据传输能力会越来越高，再加上辅助软件机能的提升，其应用前景将更加广阔。

参考文献

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[3]赵广要.基于GPS、RTK的测绘策略技术分析[J].中华居民，2011（03）.