地质测绘中GPS—RTK技术的应用

摘要：地质测绘是为进行地质调查和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。文章对GPS-RTK技术及其特点进行简单的介绍，并就其在地质测绘工程中的应用进行分析。

关键词：地质测绘 GPS-RTK技术 特点 应用

随着我国地质勘探业的迅速崛起，以往的老仪器、老设备、老技术已经不能满足现在的需求，与传统的经纬仪视距、全站仪光电测距相比，GPS-RTK 技术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。但是，高科技含量的新技术也对地质测量行业带来了更多的挑战，无论是对技术人员的综合技能素质的水平，还是对设备工作状态的可靠性能，都有更高台阶的要求。

1 GPS-RTK技术

GPS-RTK 技术采用的相位差分方式，较之GPS技术中的位置差分以及伪距差分方式有着较高的精度与稳定性。其主要的区别是传统的地籍测量的误差会随着流动站与基准站之间的距离的增加而迅速增大，但是GPS-RTK技术克服了这一缺陷。

GPS-RTK技术的工作原理为分别在基准站与流动站放置接收机，GPS卫星将信号同时发送给基准站与流动站的每一台接收机； 然后基准站将已知位置的信息与所获得观测值比较而得到差分修正值； 最后将此修正值通过无线电数据链传递给流动站来进行进一步的精化GPS的观测值，最后就可以得到经过差分修正的较为精确的位置。

这里有必要提一下差分法与修正法的区别。前者是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，是真正意义上的 GPS-RTK技术； 而后者是基准站将相位的修正量发给流动站，然后得到坐标，可以称作准GPS-RTK技术。

2 RTK测量技术的主要特点

2.1直观快捷，可以实时观测、记录、使用测量数据，无须再进行复杂的平差计算。

2.2精度高，其测量成果远远高于导航型手持机的测量精度，可以达到厘米级，完全可以达到除高等级控制测量外的所有测量工作的需要。

2.1一个以上已知控制点即可工作，这在矿区周围已知控制点破坏严重、资料不好收集的情况下不致影响工作。

2.4目前该技术还具有一定的局限性，受无线通讯技术的限制，目前市场出售的多数品牌的GPS-RTK数据链连接最大可达到二、三十公里，一般只在10公里左右，山区根据地形情况则作用距离更近。

随着移动通信技术、卫星差分（星链）、网络RTK等新技术在GPSRTK测量工作中的应用， GPS RTK将拥有更广的发展前景。

3 地质工程测量工作中GPS-RTK技术的应用

地质勘探测绘作为一项基础性工作，是进行抵制勘探工程设计、计算矿体地质储量、研究底层构造以及编写地质报告的信息来源。

3.1 在矿区地形测量中的应用

在地质矿产详查阶段，要使用大比例尺地形图，但地质矿产勘查区域往往都是高山地区，地形尤其复杂，若用常规测量仪器实测，不仅要先布设图根点，且要求在通视条件下测量碎部点。这就造成作业难度增加，作业时间延长。而采用 GPS-RTK 技术可以很好的解决以上问题，其测定点位时不要求点间通视，仅需要两人操作，便可完成测量工作，作业效率成倍提高。测图时，仅需一人背着仪器在要测的碎部点上呆一两秒钟并同时输入特征编码，通过电子手薄或便携微机记录，在点位精度合乎要求的情况下，把一个区域内的地形地物点位测定后回到室内，经过绘图、修饰就可以完成地形图。实践经验证明，GPS-RTK 测量技术在地质矿产勘查地形测量中有巨大优越性，改变了传统测量模式，给测量手段带来了重大的技术变革，极大地提高了地质测量人员的日常工作，节省了人力，缩短了工作周期。

3.2 在矿区控制测量中的应用

矿区控制测量一般都是根据测区作业面积在国家等级控制点之上做首级控制，在矿区作业面积不太大的情况下，一、二级小三角点或导线点即可满足要求。根据 GPS-RTK 的厘米级精度指标，它完全可以满足一般地区的控制测量需要。在控制点分布比较密集均匀的情况下，可以直接在国家等级控制点上架设基准站，直接进行各种工程测量，当国家等级控制点不能满足需要时，利用 GPS-RTK 发展布设低一级控制点亦可满足各种地质工程测量的需要。实践证明各项精度指标完全符合有关规范的要求。

3.3 地质工程点定位测量

传统的测量方式是通过半仪器法，为此费时费力。使用GPS-RTK 技术后极大地简化了测量流程： 首先利用距离探测区不超过15Km的国家控制点作为基准点进行工作，也可以通过 RTK 测量将其引入工作区，然后择优选择地形来架设基准站，最后使用移动站进行工程点测量。

3.4 在矿区地质工程点、勘探线放样中的应用

地质矿产勘查工作通常要进行勘探线的布设，并且需要进行必要的钻探、槽探、物化探、硐探等地质工程，测量工作就要把地质工程点的准确点位放样出来。但一般矿区山势陡峻、地形都很复杂、通视条件较差，运用常规的传统测量方法，如全站仪、经纬仪放样时存在一定的难度，鉴于 GPS-RTK 技术可进行远距离作业且不要求通视及实时定位速度快的特点，可以进行矿区地质工程点、勘探线放样和定测。我们把设计工程点坐标输入到手簿上，然后利用GPS-RTK 的放样功能，把点位布设到实地。

4 GPS—RTK 的测量误差分析

由于GPS-RTK测量技术没有足够的检核条件，为此如果在操作中出现失误或者技术问题处理不当就会导致测量结果的失真。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。与测站有关的误差主要包括多径误差、天线相位中心变化、气象因素以及信号干扰等因素导致误差，而以上误差可以借助于校正等有效措施来减小与消除；与同距有关的误差主要包括电离层误差、轨道误差、对流层误差，这种误差一般随着移动站与基准站的距离增加而加大，从而限制了RTK作业半径。

5 工作体会

GPS-RTK其性能可靠，精度较高，特别适合于野外地质工作的基测线（点）放样测量和地质工程点定位测量。实践中我们得到以下几点经验与体会：

5.1设置好基准站

基准站应设置在地势较高通讯条件较好的地点上，根据测区的自然地理条件和工作范围，在基准站与流动站之间数据链连接最好的点位上设置基准站，在国家已知控制点不能满足工作需要时，可用RTK单点定位方法发展已知点，其精度完全可以满足工作需要。

5.2移动站工作时应注意以下几点

一是基准站和移动站的各项参数设置必须保持一致；二是移动站要始终保持与基准站的数据链连接；三是移动站设置时必须注意对中整平和输入数据的准确性；四是线放样时线上偏移距不能过大，遇复杂地形偏移过大时应做好标志以保证地质工作人员准确找到点位标志，只有这样才能保证测量的精度。

6 结束语

在科学技术飞速发展的今天，GPS-RTK技术给测绘工作带来了革命性的变化，它改变了传统的测量模式，实时地完成厘米级精度定位，具有需要测量人员少、速度快、精度高等特点，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。

参考文献

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[2]谢常君.GPS 技术在地质勘测中的应用前景探讨[J].有色矿冶.2007.23（ 1） ： 7—9，13.

[3]孟庆森.赵成.GPS-RTK在地质工程测量中的应用[J].吉林地质.2007，26（ 2） ： 84—86.

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