汪卫星

摘要：社会在不断地发展，科学技术的发展也十分迅猛，大批的先进器材及设备被地质勘查测绘广泛应用，极大程度地提高了地质勘查的工作效率。特别是GPS-RTK技术的发展，使得现代勘查的精度与效率都得到了明显的提升。我国是世界领土面积第三大的国家，幅员辽阔，涵盖了各式各样的地质结构，因此地质勘查测绘是一项十分重要的工作。本文针对GPS-RTK技术进行了详细的介绍，旨在为相关工作提高相应参考。

关键词：GPS-RTK技术；地质测绘；应用

国民经济的快速发展与科学技术的不断进步，特别是日趋成熟的GPS-RTK技术在地质勘查测绘中的应用，使我国的地质勘查工作取得了丰富的经验。GPS-RTK技术是GPS技术的一个全新突破，其效率高、精度高，具有性能好、全天候等明显的优点，极大程度地弥补了常规测绘技术中时间、空间的限制，大大地提升了地质勘查测绘的质量与效率，对现代地质勘察测绘领域的发展有着十分重要的意义。

1. GPS-RTK技术的工作流程分析

1.1 RTK系统的组成

RTK主要由基准站、流动站、数据链三大部分组成。

（1）基准站：基准站通常位于已知点，GPS接收机通过基架精确定位，接收机通过无线数据链路或GSM电话连续采集数据并实时发送到流动站。（2）流动站：流动站GPS接收器位于测量杆的顶部，接收天线严格高于点位置，用户界面主要是电子手册。观察者可以看到RTK系统的状态，比如卫星数、固定模糊度值、坐标质量等，其内置的专业软件可以解决、设置、观察、放样和保存参数以及存储坐标和其他设置。（3）数据链：数据链路包括天线、电缆、调制解调器、无线电、移动通信等综合设备，超高频无线电信号传输可在一般10km范围内使用。成熟的网络数据传输技术可以大大提高数据传输距离。用户可以通过移动卡接入互联网进行数据传输，特别适用于城市和山区等一些无线电信号容易被阻断的复杂地区。详细流程如图1所示。

1.2 GPS-RTK技术的工作流程

GPS-RTK技术在工作过程中需要完成三个步骤：一是采集环境信息及基础数据；二是确定坐标变换参数，GPSRTK技术采用的是WGS84坐标系，一般在野外勘探中使用的测绘数据是北京80或西安54，因此不同方式采用的数据需要坐标参数转换，否则无法进行相关的地图叠加；三是设置接种点，为了计算坐标系转换参数，这种站需要较好的地理位置，我们可以将它们放置在视野更好的精确位置，或者是交通便利、地势高的地方。

2. GPS-RTK的优势

2.1综合效率高

利用GPS-RTK技术，一个人可以在4km内一次完成地质勘查和测绘工作，可以在几秒钟内计算出一个点的坐标，大大提高了运营效率，也在很大程度上降低了人力资源成本。

2.2计算精确度高

传统测绘方法的实时性较差，一般来说，需要在后期进行计算和处理，以提高精度。而利用GPS-RTK技术，可实时获取厘米级精度数据，直接提升了数据的精确度与可靠性。

2.3对作业的环境要求低

RTK技术主要是利用电磁波，因此不需要光穿通视，只需要电磁波通视。传统的测绘技术要求将光学综合作为一种条件，对自然条件如气候、视觉条件、气象条件、地形等都有着很大的影响。

2.4功能完善并强大

RTK操作具有高度的集成度和自动化程度，它可以实现各种测绘工作。由于采用了现代计算机控制系统，可以自动完成测绘任务，与此同时还可以减少由于人工操作造成的误差，大大提高了测绘工作的效率及质量。

2.5可全天候待工

电磁波是RTK技术主要的信息传输及测量的媒介，一般来说，只要是被测区域有电磁波的存在，就可以利用RTK技术进行测量。与传统的光学透视测量方法相比，它受环境的影响较小。GPS-RTK技术就算在气候条件不佳的情况下，比如能见度低、气温寒冷或者是季节变化快的情况下，都不会受到明显的影响，均可以准确地进行测量。

2.6实现资源的动态测量

GPS-RTK技术可以通过遥感系统长期监测地质资源，这样可以更加方便、准确地对地质资源进行动态的调查，相关人员也可以通过后台的数据实时的观察到资源的变化情况，及时地对资源进行保护及管理。

2.7勘查操作简单

GPS-RTK技术的操作相对来说是比较简单的，相关人员在测绘的时候只需要简单的设置相关的精度，就可以在测量的时候准确的得到地区的地质情况与坐标。

3. GPS-RTK在地质勘查测绘中的实际应用

3.1建设基准站

在GPS-RTK技术的应用过程中，为了提高测量工作的精度，测量前首先要做的就是建设基准站，基准站的设置是否正确，将直接影响后续测量的精度。因此，在实际测绘工作中，应注意基准站的建设，在建立基准站的过程中，工程师首先要选择施工环境，工程师应根据GPS发电设备的覆盖范围选择基准站的位置。基准站一般要求建在视野开阔的开放环境中，以确保周圍环境不被包围，还应避免存在影响测量的建筑物或障碍物。

3.2剖面测量

在地质测绘过程中，工程人员一般采用GPS控制测点作为转换和验证点，采用RTK技术进行剖面地形数据的测量和采集。对于剖面测量，工程师首先利用GPS技术确定剖面的坐标，然后将剖面两端的坐标输入RTK测量系统，利用该系统对测点与剖面点之间的距离进行测量，得到测点与勘探线之间的距离。

3.3物化探测量

在测量工程中，物化探测是指在测量区域内沿直线等距或成比例地设置地球物理地球化学探测点和采样点，并安排物化探测网、测量网等进行测量。GPS-RTK技术可以更加方便地实现物化探测网，在测量过程中，工程师首先将基线输入测量设备中，然后通过线放样的方法实现测量点的布设和数据检测。

3.4地形测量

GPS-RTK技术也可用于某一地区的地形测量，对于传统的测绘工作来说，大比例尺地形测量是一项非常困难的工程。地形的高度和坡度都将影响测量的精度，同时，人工测量方法也会直接降低工程效率，增加测量成本。在GPSRTK技术的应用中，只要满足无线电信号传输的要求，就可以对地形数据进行测量和采集。当测区起伏或坡度变化对测量精度影响较大时，工程师便可以把其他测量仪与GPSRTK结合起来，科学有效的提升测量的精确度。

3.5放样工作

在利用GPS-RTK对地质进行勘查测绘的时候，工作人员应该做好测绘前的准备工作，首先要对现场进行一定的布控，把测绘需要用到的钻探物以及物探的工具准备好，在准备好上述工具以后则可以开始相应的测绘工作，此过程不受光学的影响。

4.影响GPS-RTK技术测量的因素及质量控制措施

4.1影响GPS-RTK技术测量的因素

一般来说，影响地质勘查结果出现严重误差的首要因素是人为的操作不当或者是人为的技术问题，因此，GPS-RTK技术对人员的要求是十分严格的，尤其是对核心的测绘人员来说，更应该避免误差的现象出现；此外，GPS-RTK技术还会受到基准站的影响，如果建立的基准站没有很好的远离磁场的干扰或者是没有远离可反射电磁波的物体或者是遮挡物，其结果也是会受到影响。只有当移动站内的各项数据与基准站内的数据保持一致的时候，两者之间的数据传输结果才能是准确的，才可以保证基本数据的准确程度。

4.2 GPS-RTK技术测量质量控制相关措施

在实际的测绘工作中，不可避免地会出现一定的误差，因此，我们需要在实际测量的时候，减少测点之间的距离，这样才能保障测量过程高质量地完成。详细的措施我们可以通过以下几点进行处理：（1）观察收敛数值。在当前的测量过程中，大多数GPS-RTK设备采用otf测量方法计算测量模糊度，这样可以有效地缩短测量数据的计算时间；（2）重复观测，提高观测精度。在一些地勘区，由于测量干扰源的影响，RTK测量质量较低，过多的干扰会使测量质量难以保证。因此，在采集测量数据的过程中，工程师可以反复测量受干扰区域，检查观测数据的正确性，避免和减少干扰引起的误差。

5. GPS-RTK技术在地质勘查测绘中的实际案例应用分析

5.1工程概况

安徽省宁国市竹溪岭矿区位于宁国市南东120°方向约30km，地理坐标119°1200"～119°1500"，30°2945"～ 30°3200"，属1∶5万宁国墩幅（H50E010021）和河沥溪幅（H50E009021），行政区属宁国市中溪镇管辖，区内交通便捷，用电、用水能满足未来矿山建设需要。安徽省宁国市竹溪岭钨银金属矿普查项目系2007年省地勘基金项目，经2010年、2012年、2013年3次续作，于2013年11月完成设计的各项工作。受安徽省地矿局332地质队委托，黄山市地质测绘院承担了该项目的前期测量任务。

此次测量任务的主要内容为：1.静态GPS基础控制测量；2.矿区范围内1∶5000地形图修测、补测；3.地形剖面测量；4.槽探工程、钻孔放样定位测量。

5.2工程作业依据

作业执行《地质矿产勘查测量规范》（GB/T18341-2001）和《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CH/T2009-2010），以下简称《规范》和《RTK规范》。

5.3工程设计原则

考虑到测区范围内已有控制资料缺失，我院针对矿山测量工作实际，布设E级GPS控制网作为矿区的首级控制。同时鉴于对该项目测量工作的要求，在已有控制资料的基础上，直接做“RTK”控制测量，以满足补测、修测及断面测量的需求。本次测绘坐标系采用1980年西安坐标系。考虑变形因素，中央子午线应采用120°，Y值常数加500km。顾及今后用图的一致性，高程系统采用1985年国家高程基准系。

5.4地形测量

（1）测量范围：圈定探矿权范围红线内（可向外围延伸测量200m范围）。（2）地形图测图比例1∶5000；考虑到测区内地形起伏较大，基本等高距定为5.0m；高程注记至分米。（3）成图方法：以全站仪配合掌上电脑全野外数字化成图。数据文件格式为“dwg”。（4）测图前应认真校核输入的已知数据，设站时均须对邻近控制点进行检校，确定无误后方可测图。（5）全站仪的施测距离最大不超过300m。转站测量采用正、倒镜，往、返观测，转站次数不超过2次。各转站之间应有2个～3个重合点，重合点较差应≤±0.2m；在限差以内成图时取中数，否则应检查测站高程，所有重合检查点应保留记录。（6）地形点采集密度以能准确勾绘表达地形特征为原则。（7）村庄、房屋、建筑可综合；堤坡、护岸以及陡坎类地貌地物，应按其起讫位置及加固类型，使用规定符号表示；电力及通信线路应准确区分其级别及连线关系。

5.5基本控制测量

布设E级GPS控制网作为矿区的首级控制，高程采用平面拟合的高程；本测区平面采用1980西安坐标系，高程为 1985国家高程基准，等高距为5m，中央子午线为120°。

布网形式以三角网形式向前推进，以茅屋、竹溪岭2个D级GPS点作为起算点，GPS网观测采用6台中海达HD8200E，观测时段大于60min。

GPS网基线处理和网平差采用HDS2003数据处理软件包，根据平差计算成果，该网点位中误差最大为±0.77cm，最小为±0.45cm，最弱边相对中误差为1∶158783。

5.6钻孔定测

钻孔定测采用RTK进行，共定测5个钻孔，平面位置以封孔标志中心为准，高度以水泥面为准，接收的卫星数≥6颗，卫星高度角15°，PDOP值≤4，一次观测平滑次数为10次，观测2次取平均值，解类型为RTK固定解，由数据采集器直接记录于仪器内存里。

5.7测量其他数据

除了控制点的选择，我们还需要完成其他数据的测量，这主要包括地址点和沟深端点的测量，通常由相关地勘测绘人员随机选取测量，以保证数据的随机性。

5.8检测作业精度

在地勘填图过程中，要保证探测工作的准确性，主要通过以下途径来实现这一目标。首先，我们可以多次测量坐标的位置；其次，对数据进行分析，以检测操作的准确性。

6.结语

综上所述，科学技术的快速发展为地质勘查测绘领域提供了极大的方便，在地质勘查测绘中应用GPS-RTK不仅可以有效地提升整个地质测绘工作的整体效率，还可以科学地减少测绘工作整体的难度与复杂程度，保障整个勘查数据的精确性。相關人员在GPS-RTK系统未来的发展中，应紧密结合现代科学技术来保障数据计算的精确度，为我国的发展做出更大的贡献。

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