地质勘察测绘中GPS—RTK技术优势及应用的研究

郭文龙

摘要：近百年来，地质勘察一直被我国科学家们所重视，而他们也一直致力于研究关于地质工程中的先进技术，GPS—RTK是地质勘察测绘中的一种新的常用测量技术。本文通过阐释GPS—RTK技术在地质勘察测绘中的优势，以及它在地质工程中的应用，对同行的工作具有十分重要的参考价值。

关键词：地质勘察；GPS—RTK技术；优势及应用

随着科学技术不断地进步，现代的地质工程涉及的范围越来越广，地质勘察使用的技术与设备也不断更新，越来越方便，快捷，简单，先进。而GPS—RTK技术的出现是GPS应用的重大里程碑。它的出现为地质工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新的曙光，极大地提高了外业作业的效率。GPS—RTK技术利用现代先进科技技术，由地理信息的信息化管理而研发。它采用了载波相位动态时差分方法，能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。GPS—RTK技术的应用简化了测绘工程的传统测绘程序，极大地减少了地质工作人员在地质工程中进行地质勘察测绘时的工作量。下面介绍GPS—RTK技术的优势。

1. GPS—RTK技术的原理

RTK技術是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。使用差分法将基准站获得的载波相位发送给流动站进行求差解计算坐标，是GPS—RTK技术的工作依据。GPS—RTK技术能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。它的工作原理是在基准站安置一台GPS双频接收机，对所有可见的GPS卫星进行连续观测，然后在连续观测后将所得信息进行处理，再和基准站自身的信息通过无线电传输实时传送出去。GPS接收机上不仅接收卫星信号外，同时还接收基准站发来的数据信息，然后通过仪器内置软件实时解算出三维坐标信息及其精度信息。

地质测绘是为进行地质调查、矿产勘查及其成果图件的编制所涉及的全部测绘工作的总称，受到广大工程技术人员的欢迎GPS—RTK技术凭借自身的独特的优势，将工程测绘的作业强度及生产成本大大降低。我们有理由相信，随着移动通信技术、网络RTK等新技术在GP—SRTK测量工作中的应用，GPS—RTK将拥有更广的发展前景。

2. 地质勘察测绘中GPS—RTK技术的优势

GPS—RTK技术最显著的特点是直观快捷和精确度高。实时观测、记录，使用测量数据避免进行不必要的复杂的平差计算；精确度高的表现是测量精确级别能达到厘米，其成果远高于导航型手持机的测量精度。不夸张地说除高等级控制测量外，所有测量工作的需要GPS—RTK技术都能满足。

2.1 RTK自动化程度高

RTK作业自动化、集成化程度高，又有强大的测绘功能。它可以适用于各种各样的测绘内、外业。RTK流动站利用内置安装的软件远程控制系统，不需要人工干预也可以自动实现多种测绘功能。相较以前需要事后进行解算才能获得厘米级的精度的低效测量方法，RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。使用传统地籍测量方法的弊端是的测量误差会随着流动站与基准站间的距离的增加而增大，但显然，GPS-RTK技术不存在这一缺陷。

2.2 作业效率高

我们知道那些越积越多的老旧仪器以及低效的老技术早已高速生产的号召相背离，这些投入多产出少的工作模式早已被社会大生产所摒弃。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完10km半径左右的测区，GPS—RTK技术与传统的全站仪光电测距、经纬仪视距相比，它不仅降低了地质测绘工作的难度，同时还提高了其数据及图形的精确程度。这将大大减少传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数。更值得一提的是，完成该操作，只需一名工作人员即可，且劳动强度低，这将大大节省工作成本的同时也满足了提高了测量效率的需求。

2.3 操作简便、数据处理能力强，可胜任各种测绘

传统测量仪器如全站仪，它在多次搬站后，往往会出现误差累积的状况。通俗来说就是搬的次数越多，累积的误差越大。传统仪器受通视条件、能见度、气候、季节、地形、建筑物等因素的影响和限制大，但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，因此RTK技术只需求满足“电磁波通视”和对天基本通视亮点便可正常、轻松地进行快速的高精度定位作业。辅助测量工作的减少，不仅尽可能地避免了人为误差，更保证了作业精度。

3. 地质工程测量工作中GPS-RTK技术的应用

地质工程的每一环节都与地质工程测量所得的数据信息紧密联系。GPS-RTK技术在地质工程测量过程中具有很大的优势。在科学技术飞速发展的今天，地质勘探测绘是地址工程中的一项基础性工作。GPS-RTK技术改变了传统的测量模式，完成厘米级精度定位，给测绘工作带来了革命性的变化，极大地提高了工作效率。当然GPS-RTK技术还存在极大的发展空间，继续技术探索与实践可以使得此项技术更为成熟，也必将发挥更大的功效。

3.1 测量地形

使用GPS-RTK技术能极大地减少使用传统测量方法半仪器法带来的麻烦。在地形条件相对较好的情况下便可直接运用GPS-RTK技术采集需要的测量数据。也许你会问，在地形条件不是很好的情况下又该怎样进行测量工作呢？答案很简单，我们只需将GPS-RTK技术与全站仪等其他测量仪器配合使用，也能采集我们需要的测量数据。

3.2 控制测量

使用PS—RTK技术进行控制测量的三个运用表现在地质工程点测、矿区控制测量和勘探线剖面测量。

相比于传统的地质勘探点的定位测量，GPS-RTK技术更省时省力，但在测量过程中必须将建筑物本身的几何关系、时刻关注测量点位的收敛精确度考虑在内，以减少由此带来的误差。

随着科学技术不断运用到企业的生产作业中，GPS-RTK技术正逐渐成为矿区控制测量的主要手段并已经逐渐取代了常规的控制测量技术。在中小型矿区生产作业中，运用GPS-RTK定位技术完全可以达到矿区控制测量的精度要求。

综合了检测、计算和放样等功能的GPS-RTK测量技术具有的独特优势，该技术在剖面测量时不仅能够保证观测地形点的高程的精确度，也可以保证所测点在设计剖面线上不会发生偏移。

3.4 影响GPS-RTK技术测量的因素

一般说来，操作上的失误或者技术问题是严重地影响到地质测量的结果的主要因素，因此，GPS-RTK技术对测绘工作人员的要求更为严格。除此之外，影响GPS-RTK技术测量的还有：没有做到在设置基准站是很好地远离强电磁场的干扰源和面积的信号反射物体或遮挡物。只有在设置移动站时的各项参数指标和基准站的保持一致，两站之间才能保持数据的链接，以确保数据输入的准确度。通常解决这个问题的最佳方法是在检测范围内寻找分布比较均匀并且已知的控制点来进行检核。

3.5 GPS-RTK的测量误差中误差分析

在GPS-RTK的测量误差中误差主要分为两种：同距离误差以及同测站误差。该类误差可以借助于校正等有效措施来减小与。一般做好：保持基准站和移动站的各项参数设置一致、保持两站数据链始终连接、保持对移动站设置输入数据的准确性、保持线放样的合理线上偏移距四个“保持”。另外，在遇到复杂地形而产生的偏移过大时应迅速设立警告标志以保证地质工作人员准确到达抢救地点。

4. 结论

总而言之，GPS-RTK技术以其独特的技术优势已经赢得了工程测绘技术工作者们的广泛赞誉。随着我国地质勘探业的迅速崛起和GPS-RTK技术日益更新，GPS技术仍会是主导工程测绘领域的领头羊。同时，随着技术革命的推进，GPS-RTK技术的功能将会变得愈加强大。我们要坚信，越来越高级、智能的GPS设备将会不断地出现在人们的视线中。GPS-RTK技術仍有极大的发展空间，对GPS-RTK技术探寻的脚步不应停止在当下，只有对其进行不断深入的研究，此项技术才会发挥更大的功效。

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