GPS-RTK 測繪技術在地質勘察測繪中的應用

■李文偉 ■江西省煤田地質勘察研究院，江西 南昌 330001

由于科技的進步，在新時代的大背景下，GPS-RTK 測繪技術被更多的采用，許多行業(yè)中都廣泛的選用，特別是在地質勘察測繪工作中的地位愈加重要，GPS-RTK 測繪技術通過數(shù)據(jù)基站連通衛(wèi)星實行高層勘測，勘測精度很高，很大程度提升了勘測效率.

1 GPS-RTK 測繪技術原理

當前的地質勘察測繪中，GPS-RTK 測繪技術具備快速定位、高自動化水平、較小的誤差、勘測精度高、使用方便等優(yōu)勢，所以，在地質勘察測繪中應用較多，GPS-RTK 測繪技術由三個部分組成:

(1)衛(wèi)星信號系統(tǒng)。其最少具有兩臺GPS 接收設備，安裝在GPS基準站與GPS 流動站，當GPS 基準站同一時間為多個客戶進行服務，要應用雙頻GPS 接收機，以保證采樣速度和GPS 流動站的采樣速度沒有差別.

(2)軟件解算系統(tǒng)。該系統(tǒng)能可靠準確的確保RTK 數(shù)據(jù)無誤，利用在接受時刻接收的衛(wèi)星信號的相位相對于接收機產生的載波信號相位的測量值為觀測量的RTK 測量.

(3)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。UTS 主要由GPS 基準站的數(shù)據(jù)發(fā)送設備和GPS 流動站的數(shù)據(jù)接收設備構成，是達成RTK 測量的關鍵裝置.

2 GPS-RTK 測繪技術的優(yōu)點

(1)采用GPS-RTK 測繪技術使測繪效率提升。特別在地勢復的環(huán)境中，實時動態(tài)控制系統(tǒng)一次能夠測量直徑四千米的范圍，相比傳統(tǒng)測量方式，很大程度降低了測量控制點數(shù)量與設備移動的頻率，一般的電磁條件下就能夠迅速取得地點坐標，實行迅速測量，且工作強度要求不高，與此同時，還節(jié)省了外業(yè)成本，很大程度提升測量效率.

(2)優(yōu)良的定位精準度和優(yōu)良的數(shù)據(jù)可靠性。外業(yè)測量時安放儀器進行觀測的地點無需高能見度，若缺少GPS 控制點或GPS 控制點遭到破壞，能夠迅速實行高精度的定位測量工作，在GPS-RTK 測繪技術基礎測繪環(huán)境都滿足標準的情況下，且處于標準要求的測量范圍，這種技術的平面精密度和高程精密度甚至能夠滿足厘米級.

(3)可以消除環(huán)境因素的不利影響。傳統(tǒng)測量方式較易遭到各種外界因素的不利作用，導致測量精度和測量速度都受到很大影響，此外，在通視較差的環(huán)境中，一些工作不能進行，可GPS-RTK 測量技術的出現(xiàn)，可以徹底消除此類因素的不利作用，許多不利因素下都能實行高速精準的測量。

(4)GPS-RTK 測繪技術的自動化程度與集成化水平較高。GPSRTK 測繪技術能夠滿足各類工作，GPS 流動站能夠通過各類控制系統(tǒng)，在無人為干涉的條件下，就可以自動完成各類的測繪工作，切實降低了誤差的發(fā)生概率.

3 在江西省興國縣金龍貴多金屬礦區(qū)勘測中的應用

(1)測繪地區(qū)概況。江西省興國縣金龍貴多金屬礦區(qū)處于興國縣城南南東20km，由興國縣社富鄉(xiāng)統(tǒng)轄，興國縣中有公路將礦區(qū)連通，大約40km，興國縣南到贛南市、北到南昌都有公路相連，為81km 和346km，京九線路過興國縣，距離鐵路的最近位置興國站42km，礦區(qū)最高山峰處于北東部陳公排南側山峰，海拔775m，最低點處于北西部外的溪源，海拔191.8m，兩點高程之差為583.2m，礦區(qū)為亞熱帶氣候，年極端最高氣溫39.4 攝氏度，年極端最低氣溫零下5.2 攝氏度，最大降水量2275.7mm，全年無霜期大約280d.

(2)測量控制點。選取處于礦區(qū)四周外的三個GPS 點:DOO1，D002 和XTL-2 為已得測量控制點，將GPS 基準站安裝在GPS 點D002，GPS 流動站測量各控制點的World Geodetic System 1984 坐標系統(tǒng)的平面坐標和從一地面點沿過此點的地球橢球面的法線到地球橢球面的距離，利用已得點D001，D002 以及XTL-2 解算轉換參變量，最后解算加密控制點XO1，X02…X14 坐標，測繪依照ZBD10001-89 地質礦產勘查測量規(guī)范，測量方式和結果精準度都滿足標準.

(3)地質觀察點、槽探端點、巷道以及鉆井的勘測。地質觀察點、槽探端點的測量以工作人員隨指隨測的方式進行，鉆井放樣，遵照初測、復測、終測階段實行，巷道的測量依照設計坐標進行，在巷道口安裝兩點為測繪地形圖布設的控制點，方便安裝全站型電子速測儀控制巷道延伸方向和深度.

(4)測量精密度統(tǒng)計。選取如下方式實行精密度測量:首先，與已知控制點安裝移動站收集信息，將所得坐標與正確值對比，測量3 點，其次，于不同時間對反映地物類型或區(qū)域地理分布特征的點實行多次測量，對比相減所得值，統(tǒng)計23 個特征點，最后，使用全站儀與鋼卷尺測量距離，測量毗鄰兩地形點的高程之差和距離，共測量32 點，該方式測量點共58 個，統(tǒng)計總測量精密度:平面精度±11cm，高程精度±18cm，達到工程精密度標準.

4 測量結果質量控制

(1)當前，大部分GPS-RTK 測繪設備均選用OTF 法解算整周未知數(shù)，很大程度減少了計算時間，所以，在干擾較小或無干擾的地區(qū)，設備鎖定衛(wèi)星超過五顆，五秒內實時動態(tài)控制系統(tǒng)測量就能得到固定解，手簿反應的收斂值通常不高于2 厘米，該收斂值準確地表現(xiàn)測量的儀器多次測量對比的較差，如果實時動態(tài)控制系統(tǒng)測量超過60 秒才取得固定解，該收斂值有很大幾率不夠準確，需要再次進行確認.

(2)采用已知控制點通過觀察，分析，找出研究對象的相同點和不同點，為實時動態(tài)控制系統(tǒng)測量起算數(shù)據(jù)的高級控制網(wǎng)，通常由GPS 靜態(tài)測量得到，可靠性相對較高，為檢查核實坐標轉換參變量、已知數(shù)據(jù)錄入及實時動態(tài)控制系統(tǒng)測量每個階段的正確性，能夠利用將已知控制點添加到測量鏈中的模式實行檢核，該方案切實有效，能在所有條件下應用.

(3)少部分測量地區(qū)存在產生妨礙無線電接收信號的那些雜亂的電波導致實時動態(tài)控制系統(tǒng)測量質量有誤，造成測量結果發(fā)生誤差或者存在偽值的狀況，此類狀況在測量的過程中容易遭到忽略，觀測手簿反映的收斂值產生時間較長，收斂值范圍通常在2-8 厘米，這時候，手簿反映的收斂值或許不夠真實，有時誤差值從數(shù)十厘米到數(shù)米之間，當發(fā)生此類狀況，要細致處理收集的信息，最佳方式為重置整周未知數(shù)再次收集數(shù)據(jù)并檢查核定測量質量，也能采用另一個移動站多次收集數(shù)據(jù)并且進行測量，每次將變量賦為默認值后，要多次測量1 個或者2 個已經(jīng)測量過的控制點，以檢核GPS 基準站設置的正確性和測量鏈太長導致的點位坐標漂移誤差.

5 總結

GPS-RTK 測繪技術是空間定位GPS 劃時代的技術，開拓該項技術的應用范圍，使GPS 被多個行業(yè)選用，地質勘察測繪中，切實消除了傳統(tǒng)測量模式的缺點，由于科技持續(xù)進步，GPS-RTK 測繪技術必定會得到持續(xù)的完善和發(fā)展，在更多行業(yè)及地質勘察測繪中獲得越來越多的運用.

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