GPS RTK测绘技术在地质勘查测绘中的应用

王博楠

（河北省地质调查院，河北 石家庄 050000）

现代科学技术的快速发展下，让GPS系统也在不断地变得成熟。GPS RTK技术是传统GPS测量技术的一次全面突破，在精度、工作速度和性能方面都弥补了传统测量的空间时间限制，在地质勘探过程中有效提升了工作质量。现代工程测量必将朝着测量内外作业一体化和自动处理智能化的趋势发展，也需要我们对GPS网络RTK定位展开针对性研究分析。

1 GPS RTK测绘技术的原理

RTK指的是Real-time Kinematic，即实时动态定位技术，它是一项以载波向外观测为基础的实时差分GPS的测量技术。具体来看使用两台或两台以上的接收设备同时接收卫星信号，其中一台安装在以坐标点上，作为基准站，另一台作为移动站。RTK的作业模式之下，基准站和移动站之间保持了密切的联系，不断地对可见卫星进行观测，然后将这些带有信息的数据通过电台进行传递，接收机可以获取观测值的坐标信息，从而将最后的GPS观测值数据进行有效处理，获取三维坐标。从技术条件的角度来看，RTK只需要满足基本的工作条件即可达到高精度要求，让现代地质勘察测绘工作变得更加轻松，也不需要额外的人工干预，从根源上避免了人为因素产生误差的可能性。GPS技术在长期发展的历程中经历了静态测量、快速静态测量之后，RTK已经被广泛地应用于测绘生产的各个环节当中。

按照目前的实时定位测量方法，如果在野外展开测绘工作，相关技术人员只需要携带定位接收设备即可。这些设备本身比较小巧，在事先设定好的测量点固定好设备之后，就可以在卫星信号条件比较好的前提下快速定位数据。总体来看，无线电的传输基本不受到距离火其它地形的限制，对于测量人员的数量要求也比较低。所以，在获取数据后可以对数据误差展开严格控制，大幅度地降低了测量工作对资源、时间的浪费情况。因为传统的测图方法需要4天左右的时间才能进行作业，而RTK流动站只需要1人～2人即可开始工作，甚至于在几个流动站共同作业的前提下可以大幅增加工作效率。

当前有关RTK的野外测绘软件也得到了分析利用，在借鉴某些同类先进软件的基础上，基于国内测绘行业的需求进行开发，在大地测量、工程测量等多个方面发挥了有效作用，也让GPS RTK技术的应用范围进一步扩大。

2 GPS RTK技术在地质勘查测绘中的应用

2.1 控制点测量

GPS RTK的一般测量包括基准点的设置、流动站设置、中继站设置等。控制点测量工作无疑是其主要的应用范围。按照《地质矿产勘察测量规范》的相关要求，GPS RTK定位数据处理过程本质上是基准站和流动站之间的单基线处理过程，观测数据的质量和定位结果之间存在着密切联系。在野外进行勘查的过程中，控制点位置的选择工作至关重要。以基准站设置来说，系统设置首先包括建立项目和坐标系统，然后选择GPS RTK的工作方式。在输入基准站坐标之后启动相应的工作模块。

而流动站GPS的设置过程中也要做好项目和坐标系统的把控，有关坐标的输入与流动站RTK工作启动。考虑到野外某些测绘环境比较复杂，流动站和基准站之间往往会有障碍物存在，可能在一定程度上干扰电台的通信质量。此时可以通过中继站电台的设置进行弥补，一方面接受基准站的信号，将其提供给流动站展开各项工作，另一方面电台设置可以按照实际需求来调整位置，不需要完全安排在已知点位之上。在严格遵守规范的前提下，作业的成果和精度都能满足规范要求。

2.2 地质点测量

利用GPS RTK进行地质点测量和常规测量方法有着类似的地方。首先需要在测量区域布置好相应的控制点并进行控制测量，然后进行碎部测量。对于某些信号条件无法满足RTK条件的测量点，还应在测区边缘设置一些控制点，利用全站仪进行内部的辅助定位。从实践结果中我们可以了解到RTK可以有效地缩短野外测绘所耗费的时间。在困难地区，将其与全站仪等设备结合使用也能对某些关键地物点展开准确定位。但需要注意的问题在于，单基站定位测量时既要考虑到基站的架设问题，也需要综合考虑环境产生的影响。例如定位点和待测点之间是否有强干扰源存在。因此地质勘查人员会在地质点等区域严格按照初测、复测和终测的作业程序进行各项工作，无论是地质点、坑道、钻孔还是端点的测量都可以满足精度需求。

2.3 碎部测量

传统外部作业测量进行的过程中，一般都采取广域到细部测量的工作流程。但随着GPS技术的进一步发展，借助GPS RTK的快速静态模式来进行测量成为了一种更加有效率的实施方案。对于地物，碎部点可以选择地物轮廓线的方向变化处，按照这些特征点的高程信息来展开测量。GPS RTK技术在应用过程中具有明确的技术优势。在近距离高精密度的测量工作中，按照长时间定位获取的数据误差可以控制在1mm以下，且随着测距的增加，在误差方面都卡控制优势也会更加明显。

因为RTK从本质上看也是一种卫星定位技术，数据采集环节不会受到物体的阻挡，通常可以将误差控制在cm的等级，也能够随时检测碎部测量的误差是否满足规范要求，从而避免返工等问题。

2.4 界址点测量

在某些地籍测量工作当中，界址点测量的结果可以用于确定测量区域的大小，并且标定测区的位置。按照规程的有关要求，勘测界址点的误差限度与稳定程度都需要进行记录，从而正名RTK方法的误差符合相关的要求。当然使用RTK进行界址点测量时可能会遭遇到目标偏心问题，且产生此类情况的主要原因在于某些测量点位置较偏僻，使得仪器无法放置并发挥效果。

2.5 应用过程中需要注意的问题

利用GPS RTK进行实时测绘时，基站的架设过程中需要充分注意周围环境产生的环境影响，并且让基站点、待测点之间没有强干扰源的存在。在设计完相关的测量参数后，启动系统并进行定位。在设备固定后应首先观测一段时间，目的在于了解区域内的信号情况和周边环境。如实测中初始化进程比较慢，则考虑将不同部分之间以定位信号处理站链接为有机整体。

3 GPS RTK技术的发展前景

在未来可以实现GPS RTK技术的多种空间资源利用，即在熟悉仪器特性的前提下注重基准位置的选择，避免测量环节中出现作业盲点。另外，还应该考虑在测区内的环境不良地区设置一些其他的控制点，例如避免无线电干扰、多路径效应等。将这些新技术应用于测绘领域，可以获得更高稳定性和更小误差的测量数据，从根源上提升测绘的精确水平。另外，通过不同精度的测量网络布设也可以获取满足误差要求的数据内容，提供一致的定位数据校准信息。而GPS RTK技术与无线传输、信号处理等理论的结合也能让更多快捷精确的测绘设备发挥作用。

信息时代的特点给测绘工作赋予了新的理念和实施方法，而GPS网络RTK定位作为一种高精度的GPS定位技术，借助广域差分GPS和多个基准站的区域差分，减少测量误差对流动站产生的影响。在今后的工作中，该方法将得到进一步扩展，且保持高精度和可靠性的优势，具有非常广阔的应用前景。

4 结语

随着科学技术的不断发展，测绘技术也在更新的过程当中，因此只有不断改进现有的技术设计方法，才能适应当代科学发展的速度，有效地指导和控制测绘工程质量。总而言之总而言之，测绘工程作为一项基础性和可持续性的工作，会随着城市化进程的加快不断地发挥作用，为测绘行业提供技术支持。结合社会工作的不同需求，将GPS RTK技术作为先进的测绘手段会成为研究工作的主要目标，特别是近年来新的测绘仪器和方法逐渐替代传统测量手段，也说明管理决策工作变得更加高效、科学，人们对于国土资源的管理工作也能更加深入具体，符合各项工作的要求。