星站差分技术在物探测量中的应用

张亚东，白 薇

（中国冶金地质总局地球物理勘查院，河北保定071051）

星站差分技术在物探测量中的应用

张亚东，白 薇

（中国冶金地质总局地球物理勘查院，河北保定071051）

星站差分技术与传统的RTK测量技术相比，不仅具有精度高、速度快的定位特点，而且摆脱了基准站的束缚，不受数据链的影响，单机作业范围更广。本文通过介绍南方S760型高精度手持GIS数据采集系统在物探测量中的应用，分析了该系统的优越性，以期为业内提供参考。

星站差分；GPS；物探测量

0 引 言

面对全球性的资源紧缺问题，以及我国经济的快速发展，寻找和发现新的资源区块的方向也转移到了施工条件复杂的山区、林区、戈壁等地区。那么，传统RTK技术在施工方法、设备性能等方面就显得有些不足[1］。主要表现在地形起伏较大时，RTK作业距离明显缩短，只能靠频繁支站来解决数据链的衰减问题。有些地区架设基准站比较困难，需要提前选点，还得将仪器、电瓶等运送到点位，不仅体现不了RTK的优越性，反而增加了生产成本，降低了工作效率。

1 广域差分增强系统（SBAS）

SBAS是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。SBAS系统由地面参考站、主控站、上传站和地球同步卫星四部分组成，目前全球发展的有：

1）欧空局接收卫星导航系统（EGNOS），覆盖欧洲大陆。

2）美国的差分GPS（DGPS），美国雷声公司的广域增强系统（WAAS），覆盖美洲大陆。

3）日本的多功能卫星增强系统（MSAS），覆盖亚洲大陆。

4）印度的GPS辅助型静地轨道增强导航（GAGAN）。

四者具有完全兼容的互操作性，其特点是：

1）通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改正的信息。

总之，将发现法应用到教学中，能培养学生的学习兴趣，提高学生的实践能力，并能够拓宽学生的知识面，在徐州医科大学超声诊断学的教学的应用，已经取得了较好的治疗效果。发现法与其它教学方法相结合，在《超声诊断学》教学中会发挥更加有效的作用。

2）通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据。

3）GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。

2 基于MSAS的星站差分系统

MSAS是日本的多功能卫星增强系统，在我国境内应用较广泛。该系统由两颗多功能传输卫星（MTSat）组成，分别位于东经140°和145°上，采用Ku波段和L波段两个载波，其中L波段与GPS L1波段频率相同，主要用于导航服务；而Ku波段主要用于播放气象数据。

如图1所示，MSAS系统的地面部分主要包括：两个主控站位于神户和常陆太田，四个地面监测站分别位于东京、福冈、札幌和那霸，两个监测测距站分别位于夏威夷和澳大利亚。

图1 MSAS系统组成

3 应用与分析

3.1 仪器介绍

南方S760型高精度手持GIS数据采集系统，是具有星站差分功能的手持型GPS接收机。集成程度高，SBAS模式下可以实现亚米级的定位，同时配置500万像素的照相机可以边测量边对沿途岩石进行拍照。单机作业，灵活方便。定位精度高，误差分布均匀[2］。非常适合地形起伏较大地区面积性物探测量定位。

3.2 应用分析

S760和传统的RTK一样，可以输入四参数或七参数进行坐标转换。表1示出了输入七参数后，RTK与S760在已知控制点上进行对比测量的结果。

通过表1的对比可以看出，RTK测量时最大坐标较差｜dx｜＝0.012m，｜dy｜＝0.03m；采用星站差分的手持机测量时最大坐标较差为｜dx｜＝0.589m，｜dy｜＝0.549m，依据《规范》[3］，星站差分手持机S760完全能够满足物探测量定位的精度要求。2014年6月，我单位在缅甸板瓦进行1∶100 00高精度地面磁测工作，工作区面积9km2，地表起伏剧烈，植被发育，最低高程2 200m，最高3 200m，相对高差近1 000m.该地区属多雨的亚热带气候，每天数次的降雨对工作带来极大不便。测线东西方向，线距100m，点距20m，要求定位精度高。施工中采用了南方S760高精度手持GIS数据采集系统，经七参数修正后，差分3D状态下定位精度1m左右。同时无需架设基准站的优点，使得在雨停的间隙开机就能测量，比传统RTK更加灵活，不仅提高了定位精度而且大大改善了工作效率。

表1 RTK与S760测量结果对比

4 结束语

与传统的GPS RTK技术相比，星站差分技术摆脱了基准站的束缚，不受距离限制，单机就能完成传统RTK的工作，大幅度降低了测量人员的外业劳动强度。

该系统定位精度高、观测速度快，并且无需每天在已知点校正，可满足多种物探测量的要求。

对于日本的MSAS系统，中国东部地区可以全时段搜索到该信号，最高可使GPS达到1m左右的精度，但是中、西部用户SBAS的可用性和可靠性较差，而目前的SBAS系统只支持GPS系统，对新兴的星系（如我国的北斗系统）尚不支持。考虑到我国的经济发展和国防建设，以及为国内用户提供更加完善的导航定位服务，建立中国自己的广域差分增强系统显得十分重要和必要[4］。随着我国北斗卫星导航定位系统的快速发展和完善，相信不久就可以用上自己的广域增强系统。

[1]王艳梅，孙旭民.GPS新技术在石油物探测量及油田建设中的应用展望[J］.物探装备，2005，15（3）：210－213.

[2]杨怀春.星站差分GPS定位技术介绍[J］.物探装备，2004，14（3）：198－201.

[3]国家质量技术监督局.地质矿产勘查测量规范.中华人民共和国国家标准，GB/T 18341－2001[M］.北京：中国标准出版社，2001.

[4]何玉晶，杨 力，李 平，等.我国广域增强系统的基准站布局及数量分析[J］.测绘工程，2006，15（3）：70－73.

作者简介

张亚东 （1981－），男，甘肃渭源人，工程师，主要从事GPS技术的应用与研究。

白 薇（1981－），女，宁夏中宁人，工程师，主要从事GPS技术的应用与研究。

Satellite Difference Technology Application in Geophysical Survey

ZHANG Yadong，BAI Wei
（The Institute of Geophysical Survey of China Metallurgical Goelogy Bureau，Baoding071051，China）

Satellite difference technology compared with conventional RTK measurement techniques，not only has high precision and fast speed，but can get rid of the shackles of the base station.It is not affected by the data chain，and has a wider range of stand－alone operation.This paper describes the application of gefophysical survey S760，analyzes the advantages of the system，and provides a reference for the industry.

Satellite difference；GPS；geophysical surve y

P228.4

A

1008－9268（2015）01－0076－03

10.13442/j.gnss.1008－9268.2015.01.017

2014－09－02

联系人：张亚东E－mail：zydww2000＠163.com