地球物理勘探对GPSRTK技术的应用

摘要：GPS全球定位系统属于无线电卫星导航定位系统，它的运行必须要借助卫星来完成，它的功能强大，能够覆盖世界每个角落，可以全天候执勤，能够进行即时的定位和导航，与此同时，还兼具强大的抗干扰性能和保密性，可以生成精准的坐标定位、速度大小和对应的时间。RTK技术即实时载波相位差分技术，它是处理两个测站载波相位观测量的差分方法，优势在于可以花费更少的时间，精度等级更高，不需要现场定位等。文章主要研究了GPS测量RTK技术在物探测量应用环节中基准站的相关情况，包括其本身的搭建、流动站的工程进展、系统之间的坐标变换、相关参数的获取等，同时对其中的关键点进行了剖析。

关键词：物探测量；RTK技术；基准站；流动站

RTK（Real-Time Kinematic） 实时差分技术对于GPS 而言是一次重大的技术升级，相较于以往的GPS技术，其在测绘领域使用较多，并且现场反应极为良好，这是测绘技术的一场革命，在资源勘探领域更是发挥了关键的作用。

要知道，高水平的GPS测量必须要以载波相位观测值作为基础，而文中的RTK 定位技术就是建立在其基础上的即时动态定位技术，它可以快速的、精准的测定目标位置的定位数据，相关数据显示精度等级已经到达了厘米级。在系统中，基准站的作用就是借助数据链将测量值与测站信息一同传输给流动站。后者不但可以在这个渠道上采集基准站的信息，并且还要接收GPS检测信息，与此同时还会同步进行差分观测值的数据处理。流动站的状态是不定的，既可以是流动的，也可以是静态的。它的作业流程一般是先初始化，再动态处理，其在动态条件下启动也是被允许的，还可以同时进行整周模糊度的解析。相关机制表明只要有四颗以上的相位观测值的监测，再加上一些关键的几何图形，那么流动站给出数据精度就能够达到厘米级。RTK实时动态GPS定位技术应用必然能够显著减小外勤作业的时间，带来作业效率上的优化，同时考虑到流动站能够直接掌控定位情况，检测后不达标再重新测定的问题就能够避免，在精度上也能够符合地震勘探技术在测量上的规定，在某种程度上促进了物探行业的发展，引发了一次技术革命。

一、物探测量概述

物探测量主要运用于地震勘探领域，根据当时的实际情况，将物理点放置在指定位置，绘制布点图，带来精准的测定结果。在具体实施上，物探测量会参照预定坐标，在精度范围内，于现场进行点位标志，同时要给出该位置的坐标信息。要知道，物探测量在所有的地震勘探流程中居于首位，相关技术人员需要根据现场情况，借助先进技术，认真的落实好测绘任务，进而确保地震生产目标的顺利达成。

RTK测量系统主要有两大板块，也就是基准站和流动站，前者在条件允许的情况下能够兼有多个流动站，对于一些信息不是那么好的区域还可以搭建中继站，基准站能够捕获到卫星信号，然后再向外传递。流动站不仅能够收到卫星信号，还能采集到基准站的信息，由此完成三维坐标的解析。

二、参考站的布设问题

参考站最大的价值就是为测量设定基准，之后将处理结果归于已有的测量控制网点，故而，它的位置也必须要在已有控制点处。在一个地震勘探工区的层面上来看，参考站的位置必须要固定，搭建也要便捷，对于信号而言，最关键的还是其上方必须要广阔，要保证信号不被遮挡和干扰，因为上述不利因素一旦出现，流动站的施工势必会收到影响。具体而言，就是在进行参考站的选址时，要尽可能的不建在高压电站、飞机场等处。考虑到参考站的信息都是直线传递的，故而，在设计传播距离和搭建高度时，必须要将地球曲率考虑在内，所以在搭建时，天线基本都是往高处放，其与流动站之间要尽可能广阔，这样信号才能是最好的。值得注意的是，参考站天线要和GPS的分开，不要相互影响。在实际施工时，施工区域一般都是很大的，在设计参考站分布时，如果不能符合RTK施工的要求，那么就要加密控制点。在进行控制点的分布设计时，不但要考虑到测线的布置情况，还要兼顾控制网图形的样子，最后要考虑的就是交叉测线共用控制点难题。有时候在特定的情况下，还需要多层加密，在这个过程中资料的关联问题是工作的重点。因为在二维地震勘探测量中参考站架设位置会多次变更，因此就会带来数据信息上的变化，也就是说相关数据的检测工作必须要列为重点，进而保证参考站数据的精准度。除此之外，全新参考点在设定之后，依旧需要借助流动站检测参考站搭建的是否标准。并且在两个区域交界处，为了保证数据衔接良好，必须要增设一部分控制点。

三、坐标转换问题

在进行物探测量时，对于物理点检验使用的是国家北京54坐标，故而，这就需要RTK运转时，流动站能够即时捕获平面坐标。严格来说，GPS得到的是WGS-84坐标，但是RTK流动站不能识别此种格式，其需要转化为北京54坐标，这个过程在流动站内部完成。使用RTK作业的时候，主要有两种方式采集物理点坐标。

1.就当前来看，已经有一些单位尝试在参考站上直接键入北京54坐标，同时还会输入该点的海拔值。这样做的好处是能够去掉坐标基准转换这个过程，这种模式最大的好处就是比较便捷，但是不足之处就是不够严谨，这里的误差变得比较大。

2.在以往的模式中，都是在参考站键入WGS-84坐标，具体做法是：第一步，将GPS加密控制网点与相应数目的北京54坐标已有点相匹配，使用一定方式解析系统间的坐标转换参数。然后将加密的北京54坐标，通过该参数转为WGS-84坐标，最后一步就是在参考站键入得到的WGS-84 坐标，流动站则键入转换参数，如此一来，既能够在流动站獲得各点北京54坐标，还能够完成坐标系统间的转换。

四、坐标转换参数问题

坐标转换参数在GPS测量中扮演着重要的角色，其为WGS-84坐标向其他坐标转换的根据。假设在施工地域已经布置了GPS测量控制网，那么就可以在有关单位直接得到相关点坐标和转换参数。但是假如该区域要自己布置GPS控制网，那么其平差时应在WGS-84坐标系内进行。它的起算点的选取也是比较有讲究的，选取的点位最好在控制网中点，精度等级要尽量高，监测时间也要足够长。由于转换参数是极为重要的，故而为了确保它的精准度，在进行计算时必须要使用检测合格的软件。还有一点值得注意，那就是使用不一样的RTK设备，所得到的坐标转换模型是有差异的。

五、结论

综上所述，使用RTK技术从事物探测量作业时，如果想得到精度等级比较高的物探测量结果，进而优化工作效率，除了解决好上文提及的问题之外，必须要考虑到卫星状态分布的PODP值会对RTK的精度等级带来一定程度的影响，该值越大，这种影响就越强烈，更有甚者会导致RTK功能的直接瘫痪。为了确保RTK数据信息的可信度，检核是极为关键的一个手段，如果RTK 测量受到制约，致使不能正常工作时，就需要使用传统处理方式了。不管是测量工作的实用性，抑或是时效性，RTK 技术在物探测量中都具有天然的优势，可以看得出来，在物探测量中使用GPS-RTK 技术是有很大的潜力的。伴随着RTK 技术体系的不断健全，它在物探测量中的价值体现将会越来越大。

参考文献：

[1]张春毅，李亚平，张超.地球物理勘探对GPSRTK技术的应用[J]. 中国科技博览，2014（24）：396-396.

[2]何建平.GPS-RTK技术在石油物探测量工作中的应用研究[J]. 工程技术：文摘版：00359-00359.

[3]李剑.GPS-RTK技术在城市石油物探测量中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（3）：127-127.

作者简介：魏小海，2000年7月22，男，汉族，籍贯：四川省眉山市.