地质工程测量中GPS RTK技术的应用

叶青

[摘要]随着我国社会的飞速发展，地质工程也随之而迅速崛起，而这其中最为重要的一点就是地质工程测量工作。在科技飞速发展的今天对于地址测量工作的要求也日益增加，这其中全球卫星定位系统（GPS）技术和RTK测量技术得到了广泛的应用。这两种技术在很大程度上提高了地质勘探测量工作的精确度和准确性，有利于地质工程测量的进一步发展。本文主要介绍了GPS RTK这两种技术以及它们在地质工程测量中的应用。

[关键词]地质工程 工程测量 GPS RTK技术 应用

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-224-2

1引言

作为当今社会发展较为先进的技术产物—全球卫星定位系统技术被广泛运用于各个领域，尤其在测绘领域，这都源于它自身所具有的强大优势。但随着科技的进一步发展，更为先进的GPS RTK即实时动态全球卫星定位被普遍运用于地质工程测量工作中。作为一种GPS中被经常运用的技术之一，GPS RTK技术从根本上改变了我国传统的地质勘探工程测量方法，它是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。GPS RTK技术的迅速发展极大地提高了外业作业效率，同时也为我国地质勘探业带来了一个全新的发展机遇。

2对CPS RTK技术的介绍

2.1GPS 技术

GPS技术即全球定位系统（Global Positioning System-GPS），它是由美国海陆空三军联合研制的一种专门通过卫星导航实时定位的系统。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。由于GPS技术具有高精度、自动化、高效益、全天候等独特的特点，它被广泛运用于航海、航天、地质勘探等多个领域。它的发展也在很大程度上促进并带动了我国许多领域的技术发展。

2.2RTK 技术

RTK（Real Time Kinematic），即实时动态全球卫星定位。它是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上，通过一台基准站和若干台移动站组成的测量系统。RTK技术能够提供对于观测点的实时厘米级的高精度三维坐标，地形数据采集和测点定位是RTK技术应用的主要用途。作为GPS卫星定位中最新科学技术，它是GPS应用过程中一个标志性的里程碑，它的运用为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了方法，极大地提高了外业测量效率。GPS-RTK 技术凭借自身的优势得到了多了个领域的亲睐，尤其是在地质勘探工程测量工作中的应用更为突出。

2.3RTK技术的特点

作为一种先进的测量科技手段，RTK技术具有许多特点：①由于RTK技术对于作业条件要求较少，只要一个以上已知控制点即可工作，这在矿区周围已知控制点受到破坏等恶劣条件下仍可工作；②直观快捷，RTK的基准站无需任何设置，移动站可以边走边采集地形地物点的三维坐标或进行坐标放样，操作简便、数据处理能力强，无需进行复杂的平差计算；③精度高，数据安全有保障，很少会有误差积累现象出现，一般情况下只要符合RTK的基本工作要求，在规定的作业半径范围内，RTK的平面和高程精度都可以达到厘米级的效果；作业效率高，在普通条件的地形地势情况下，高质量的RTK设站一次就可以对10km半径左右的范围进行测量，这较之于传统的测量所需多个控制点数量和工作人员对测量仪器的多次“搬站”而言仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了测量效率。④随着移动通信技术、卫星差分（星链）、网络RTK等新技术在GPS RTK测量工作中的不断应用，GPS RTK将具有更广阔的发展前景！

3地质工程测量中GPS RTK技术的应用

地质工程测量是地质勘探工作必不可少的一部分。地质工程的各个环节都离不开地质工程测量所得的各项数据信息。GPS RTK技术在地质工程测量过程中具有非常大的优势，下面就讨论一下它在地质工程测量中的具体应用。

3.1矿区控制测量

通常根据矿区面积大小确定控制等级，常规控制测量如三角测量、导线测量等，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。在矿区面积不大的情况下，采用GPS RTK定位技术完全可以满足矿区控制测量精确要求，其具有较好的测量速度、精度和经济效益。因此随着科技的发展，GPS-RTK 将会取代常规的控制测量技术，逐渐成为矿区控制测量的主要手段。

3.2地形测量

在矿区1：2000地形图测量中，对于地形条件较好的情况下（如相对高差较小、坡度不陡.接收卫星信号好等条件），可直接利用GPS RTK采集测量数据。反之对于地形条件较差的情况下，可利用RTK GPS配合全站仪等其他测量仪器采集测量数据。应用RTK 技术可提高了测量速度和精度。

3.3地形测量

在矿区1：2000地形测量中，对于地形条件较好的情况下（如符合相对高差较小、坡度不陡.接收卫星信号好等条件），可直接利用GPS RTK采集测量数据。反之对于地形条件较差的情况下，可利用RTK GPS配合全站仪等其他测量仪器采集测量数据。较之传统测图方法，减少了劳动强度，节约了人力物力提高了测量速度和精度。

3.4勘探线剖面测量

相比于传统的勘探线剖面测量工作，GPS-RTK 测量技术具有许多优势，它汇集检测、放样、计算等于一体。作业时只要将各个勘探线端点坐标输入电子手簿，就可自动计算方位和距离。在剖面测量时能确保所测点在设计剖面线上不偏移。

3.5地质工程点放样

地质工程点放样精度要求较为严格， 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，但是在利用RTK技术进行建筑物放样时需要考虑到所检查的建筑物本身几何关系，同时，需要注意测量点位的收敛精度，从而减少因此带来的误差。

3.6物化探测量

物化探测量指的是先在测区内运用测量的方法。它需要沿着直线方向布设一系列距离相等或者按特定规律分布的物化探观测点或者是取样点。这种探测量利用GPS RTK的线放样功能可以轻而易举的得到。

4影响GPS-RTK技术地质勘探的测量成果的因素

在地质工程测量工程中应用GPS-RTK技术并没有必要的检核条件，处理不好技术问题或者操作上的失误都会严重的影响到测量的结果。与静态的GPS测量相比，GPS-RTK技术对于工作人员的要求更为的严格。

4.1对GPS-RTK的测量精度和误差进行分析

相较于传统的经纬仪视距以及全站仪光电视距，使用GPS-RTK技术大大的提高了对地质工程测量的精度。它的测量精度主要有与距离有关和测站有关的误差。限制作业半径在与距离有关的误差时，在与测站有关的误差可以利用各种有效的措施进行减弱。

4.2移动站以及基准站的设置

在进行地质工程测量中使用该技术，设置基准站是十分重要的环节。首先，要避开强电磁场的干扰源；其次，大面积的信号反射物体也要避开；最后， 要设置高一些的电台天线，要避开大的遮挡物。移动站设置的各项参数要与基准站保持一致，两站要始终保持数据的链接，确保数据输入的准确。

4.3确定GPS-RTK测量技术作业半径和数据链

移动站是否能够可靠、连续地接收基准站的信号决定了GPS-RTK测量技术应用是否能够成功的关键。在城区、山地以及森林等地域，与在平原、沙漠等地域相比，GPS-RTK技术的定位效果较差，影响到了测量成果的精度和作业的效率。GPS-RTK的作业半径是指移动站与基准站之间最大的距离，其大小是基准站电台信号的传输距离。因此，为使其测量的精度更高，速度更快GPS-RTK的作业半径应控制在10千米以内。

5GPS-RTK 作业应注意的问题

为了提高作业效率，GPS作业过程中有许多注意事项：由于地质工作过程中测点之间都相对独立，因此在测量时缺乏与之对应的检核手段。解决这一问题的方法是在检测范围内找到分布较为均匀的已知控制点并进行检核；坐标转换方法：针对精度不同上的测量点位，在进行工作时应该按照任务要求以及测区大小从而采取针对性的方法；RTK 采用VHF超高频无线电波做数据链，容易受到其他一系列条件的影响。因此，基准站要远离干扰源，最好是在地势高处进行作业；RTK 系统测量时仪器的连线电缆、配件较多，且价格昂贵，因此要做好对仪器的保护工作避免不必要的损失。

6结束语

与传统的经纬仪视距、全站仪光电测距相比，GPS-RTK技术拥有许多优点，例如测量数据的可靠性、精确度和高效率等，这些都缩短了地质工程测量作业的时间，降低了劳动强度，在很大程度上提高了地质勘探中测量工作的效率。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，对地质行业的发展具有非凡意义。

参考文献

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

[2]李胜.地质工程测量中RTK的应用技术fJ1.中国新技术新产品，2010，（11）.

[3]王港森，张明.GPS、RTK 技术在地质勘查中的应用[J].矿山测量，2011（02）.

[4]胡政军.RTK 测量在地质工程中的应用[J].西部探矿工程，2009（01）.