邹 宇

(绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司，四川 绵阳 621000)

地质勘察测绘中GPS‐RTK技术优势及应用分析

邹 宇

(绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司，四川 绵阳 621000)

目前GPS-RTK技术已被广泛应用于地质勘探测绘工程中，取得了显著成效。文章阐述了GPS-RTK技术的基本原理，分析了地质勘察测绘中GPS-RTK技术优势，探讨了地质勘察测绘中GPS-RTK技术的应用。

地质勘察测绘；GPS-RTK技术；优势；应用

引言

地质测绘是地质勘探工程中一项非常重要的基础性工作，直接关系到整项勘探工作的最终成效。随着我国地质勘探水平的不断提升，地质测绘技术呈现出自动化、实时化、数字化、多功能化发展趋势趋势。其中，GPS-RTK 技术被广泛应用于地质勘探测绘工作中，受到了用户的一致好评和青睐。

1 GPS-RTK技术的基本原理

GPS技术的基本原理实际上就是将卫星导航定位系统与无线电测距交会原理结合在一起而构成的技术。其中卫星导航定位系统是将地球表面设置的无线电发射信号装置安装于卫星上来进行实时定位的系统。无线电测距交会原理则是借助于3个及以上的地面控制在来对卫星所处的位置进行测定，同理，通过借助3颗及以上的卫星空间位置也可以对地球表面的任一点的位置进行测定。

RTK技术的基本原理是以载波相位观测量为测量依据，并将数据传输技术和GPS测量技术有效结合的实时差分GPS测量技术，同时其也是对GPS测量技术的一个突破。通常而言，RTK技术主要包括三个主要部分，即：软件系统、数据传输设备和GPS接收设备。而就RTK技术的基本工作方法和思想而言，其主要包括以下几个方面：首先需要在观测基准站上设置一台GPS接收机来对全体可见的GPS卫星进行连续、实时地观测，并要借助无线电传输设备将接收机所观测的各类数据信息传输给用户观测站。然后在用户站上，在GPS接收机对GPS卫星信号进行接收的同时，要借助无线电接收设备来对基准站所传输的各类观测数据进行接收。最后要以相对定位原理为计算原理和依据来对整周模糊度未知数进行结算，同时要对用户站的精度和三维坐标进行显示。通过对定位结果进行实时的计算，可以实现对用户站和检测基准站的观测质量及结算结果的情况进行监测，及时地对结算结果的准确性进行实时地判定，从而降低观测的任务量，缩短观测所需的时间，有效地提高了生产的效率。

2 地质勘察测绘中GPS-RTK技术优势

GPS－RTK技术可全天候作业，不受时间、空间、人员和天气变化等多方面因素的影响，且操作简便，自动化程度更高、控制面积更大，可以很方便地完成绝大部分施工平面定位工作。（1）定位精度高。利用GPS－RTK定位系统可以在极短的时间内完成±10～±20m的定位精度，GPS－RTK定位系统中，1h以上观测的解算，可以将平面位置的误差控制在1mm以下，使其能对地质勘察测绘中的高精度要求做到充分的满足。（2）GPS－RTK定位系统与传统测量方法相比，前者对于水利工程测量中作的效率与质量都有着显著的提升，提供的三维坐标也使测算更加精准，有着传统测量方法无法比拟的优越性；而测站之间无需通视这一优势，则对测量学中的难题有了妥善的解决，保证了接收的信号不会受到干扰。（3）综合测绘能力强，实现了集成化和自动化作业。GPS-RTK 技术可以适应各种内外地质勘测工程测量的实际需求，并通过基准站直接与用户联系，传输实时数据信息，实现了对测量作业的高效控制和管理，同时还为作业指挥系统的建立和完善提供了良好的基础。（4）操作较为简单，数据处理能力较强。GPS-RTK 技术可以进行电磁波通视，这主要是因为这项技术不会受到外界测绘作业条件的影响，在地形复杂的环境中，不会受到地物障碍的影响。基准站与流动站的搭设较为简单，可以快速获取结果，其数据处理能力强，简单易操作。

3 地质勘察测绘中GPS-RTK技术优势及应用

3.1 架设基准站

这是GPS-RTK顺利实施的关键，架设基准站时，应保证视野开阔，远离大功率天线发射源和高压输电线路，基准站附近不应有能对卫星信号造成干扰的物体，另外还要保证便于传送差分改正信号，便于安装和操作，为在确保GPS发射电台覆盖能力的同时尽量扩大通讯半径，最好将基准站架设在较高处。其次，架好GPS接收机和天线后，设置基准站和移动站，先连接基准站，对其坐标进行平滑采集，将基准站仪器高输入保存，等到指示灯发出通讯信号，断开连接，然后连接移动站，在此过程中，保证输入数据的准确性，基准站、移动站各项参数的设置应保持一致，且两者之间要始终保持数据连接。

3.2 野外数据采集

应用GPS的静态功能和动态功能进行野外数据采集，静态功能主要是通过GPS接收机接收到的GPS卫星信号确定地面所需点的三维坐标，此时各站点保持相对静止状态，数据采集持续进行，根据接收机之间距离、站点被遮挡情况、卫星几何状况等确定数据采集时间，结束一个同步时段的数据采集后，开始进行下一个时段的静态数据采集，采集完所有数据，将数据输入计算机，以为做测点后处理提供方便。动态功能则是通过GPS卫星定位已知三维坐标点位，并将其实地放样到地面上，在动态数据采集过程中，GPS接收机保持固定，所有测点的点位是相对于GPS接收机而言的，实际工作中，一般将GPS接收机设定为流动站，装在背包中由一人操作，而操作员可通过掌上电脑与接收机沟通。静态和动态数据采集都有自身优缺点，静态数据需要进行后处理，动态数据则要进行适时处理。

3.3 剖面测量

GPS-RTK测量技术具有测量、放样、检算于一体的特征，能够在勘探线的横断面上进行剖面测量，并且能够对土石方进行相关的计算。相比传统的勘探线剖面测量，GPS-RTK技术的放样功能较强，整个勘探线剖面测量工作只需一名操作人员即可完成。

3.4 放样测量

地质勘探的工作需要进行工程点的布设，包括勘探网、槽探、钻探等工程。一般地质勘探区域面积较大，多在山区，地形也较复杂，严重影响传统测量的通视效果。利用GPS-RTK定位技术能改进传统测量工程点的观测方法，RTK技术的电磁波通视优点，适应地质勘探工作的复杂环境，使野外工作的时间得到减少，从而提高工程点布设的精确度，提高工作效率。

3.5 地形测量

GPS-RTK在测量单点时和全站仪一样，所用时间都较短。但GPS-RTK测量技术实施数字化测图，无需频繁的换测站点和定向通视，减少了转站时的误差积累，同时还实现了多个流动站同时工作，测量效率得到了极大的提升。由此可知，GPS-RTK技术在测量地形中具有很大优势，不仅测量速度快，而且测量准确率高，提高了作业效率。

2.6 碎部测量

采用RTK技术进行测图时，不要求通视，架设好基准站后，仅需一人拿着仪器便可以开始测量。测量时，测量员在仪器已经初始化的情况下，在要测的地形地貌碎部点上，将测杆对中、让气泡居中后，开始测量几秒钟，就能获得该点的坐标，精度达到要求后就可保存，保存点时输入该点的特征编码，把一个区域内的地形地物点位测定后，利用专业数据传输和处理软件可以输出所有的测量点。

结束语

GPS-RTK的应用给地质勘察测绘工作带来了全新变革，不管是在时间上，还是在空间上，都使地质测量工作传统作业方法得以改变，这为地质勘查测绘提供了强有力的支撑，对于提高工作效率具有重要作用。相信随着测绘技术进一步发展、数据处理的逐步完善以及对GPS-RTK更加高效的利用，我国地质勘查工作将会步上一个新台阶。

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1007-6344（2015）09-0089-01