地质工程测量中GPS―RTK技术的应用

[摘要]随着我国地质工程的迅速发展，我们对地质工程测量工作的要求也越来越高，其中广泛应用到了gps-rtk测量技术。GPS-RTK测量技术极大的提高了地质工程测量工作的准确性和精确度，本文简要介绍了GPS-RTK测量技术并且详细的分析了在地质工程测量中GPS-RTK测量技术的应用，希望能给大家一些借鉴学习之处。

[关键词]地质工程测量 GPS-RTK技术 应用

[中图分类号] P623 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-204-2

1引言

在各个领域都广泛应用到了全球卫星定位系统技术，特别是在测绘工程领域，这都起源于GPS技术所拥有的强大优势。然而随着科技技术的迅速发展，更为先进的GPS-RTK也就是实时动态全球卫星定位被广泛应用于地质工程测量工作中。GPS-RTK技术是GPS技术中经常被运用的技术之一，GPS-RTK技术从本质上改进了我国传统的地质工程测量方法，它是一种可以在野外实时得到定位精度为厘米级的测量技术，GPS-RTK技术的快速发展使得地质工程测量工作的外业作业效率得到了极大地提高。

2 GPS-RTK技术简介

GPS技术也就是全球定位系统，RTK技术也就是实时动态全球卫星定位，如图1就是GPS-RTK技术模型。GPS定位的根本原理就是以高速运动的卫星的瞬间位置当做已知的起算数据，运用空间距离后面交会的方法，将待测点的位置确定下来。在地质工程测量中RTK技术的工作原理和GPS不一样， 在地质工程测量工作中RTK技术的具体流程为：基准站接收到GPS接受测站和观测位坐标的有关数据，把统一调制解调数据的设备为媒介，将GPS观测数据以及测量站点的坐标数据通过电磁信号的方式传送给移动站。移动站完成初始化后，就会接受基准站发送的数据；与此同时，移动站在另一方面也会自主的接收GPS观测到的有关测量数据，再实时处理系统内两者组成的差分观测值，最后经过转换坐标、和改正投影等，最终得到可精确到厘米级别的坐标位置。RTK是在实时处理2个测站的载波相位的基础上，通过若干台移动站和一台基准站组成的测量系统，该技术可以测出观测点的实时三维坐标，且数据达到厘米级的高精度， RTK技术的主要用途是采集地形数据和测点定位，它的运用为地形测图、工程放样等各种控制测量带来了极好的方法。由于GPS-RTK技术自身的强大优势，该技术得到了很多领域的亲睐，特别是被广泛应用于地质勘探工程测量工作中。GPS-RTK技术具有精度高、直观快捷、对于作业条件要求不多等很多鲜明的特点，随着网络RTK、星链等新技术不断的被应用于GPS-RTK测量工作中，GPS-RTK技术将拥有更宽广的发展前景。

3 GPS-RTK技术在地质工程测量中的应用

地质工程工作不可缺少的一部分就是地质工程测量，地质工程的每个环节都与地质工程测量所得的数据信息紧密联系。在地质工程测量过程中GPS-RTK技术具有很大的优势，本文下面就详细讨论一下在地质工程测量中该技术的具体应用。

3.1测量地形

在测量1：2000的地形图中，在地形条件相对较好的情况下（比如相对高差不大、坡度较缓、可以较好的接收卫星信号等条件），我们可以直接运用GPS-RTK技术采集需要的测量数据。然而在地形条件不是很好的情况下，我们可以利用GPS-RTK技术与全站仪等其他测量仪器配合来采集我们需要的测量数据。和传统的测量地形图的方法相比，应用GPS-RTK技术既可以减轻测绘人员的劳动强度也可以提高地形测量的效率和准确度。

3.2控制测量

以某矿区为例，我们一般以矿区的面积大小为依据来确定控制等级，我们常规用到的控制测量（如导线测量、三角测量等）要求测点间通视，耗时耗力，而且精度不断变化。一般在矿区的面积不是很大的情况下，运用GPS-RTK定位技术完全可以达到矿区控制测量的精度要求，而且该技术具有很高的测量效率、经济效益和测量精度。所以随着科学技术的发展， 常规的控制测量技术将会慢慢的被GPS-RTK技术取代，GPS-RTK技术将慢慢成为矿区控制测量的主要手段。

3.3物化探测量

物化探测量一般指的是先在测区内运用测量的方法，顺着直线方向设置一系列等距离或者按一定规律分布的物化探取样点或者是观测点，也就是布置物化探网。利用GPS-RTK技术的线放样功能可以非常容易的做到物探化测量，我们首先把提前设计好的测线点或基线数据输入GPS-RTK掌上机，然后应用GPS-RTK线放样方法布设设计点位到实地。

3.4地质工程点测放

地质工程点测放尤其是勘探点的测放有着较为严格的精度要求，相比于传统的地质勘探点的定位测量，GPS-RTK技术（如图2的GPS-RTK技术放样示意图）不仅节约时间而且节省力气，但是我们在运用GPS-RTK技术进行建筑物的放样时一般要考虑到所检查的建筑物本身的几何关系，而且我们需要关注测量点位的收敛精确度，以减少由此带来的误差。

3.5勘探线剖面测量

和传统的勘探线剖面测量工作相比，GPS-RTK测量技术具有许多独特的优势，它综合了检测、计算和放样等功能。运用GPS-RTK技术进行作业时我们只要在电子手簿中输入每个勘探线的端点坐标，就能够自动计算出距离和方位。该技术在剖面测量时不仅能够保证所测点在设计剖面线上不会发生偏移，也可以保证观测地形点的高程的精确度。

4影响GPS-RTK技术地质勘探的测量成果的因素

通常在地质工程测量中运用GPS-RTK技术并没有必要的检核条件，如果不能合理的处理操作上的失误或者技术问题都可能严重的影响到地质测量的结果。相比于静态的GPS测量，GPS-RTK技术更为严格的要求测绘工作人员。

4.1分析GPS-RTK技术的测量精度和误差

相比于传统的全站仪光电视距和经纬仪视距， 运用GPS-RTK技术极大的提高了地质工程测量数据的精度。该技术的测量精度主要是与测站和距离有关的误差，我们要对GPS-RTK技术的测量精度和误差进行分析。

4.2设置基准站以及移动站

在地质工程测量中运用GPS-RTK技术，设置基准站是一个非常关键的环节。首先，设置基准站时我们要尽量的远离强电磁场的干扰源；其次，也要尽量远离大面积的信号反射物体；最后，我们最好设置较为高一点的电台天线，当然也需要躲开较大的遮挡物。设置移动站的各项参数指标一定要和基准站的保持一致，两站之间要一直保持着数据的链接，以确保数据输入的准确度。

4.3 GPS-RTK测量技术数据链和作业半径的确定

移动站是不是可以连续、可靠地接收到基准站发射的信号是决定GPS-RTK测量技术应用能否成功的关键。与在沙漠、平原等相对开阔的地域相比较，在城区、森林以及山地等存在较多干扰源的地域，GPS-RTK技术的定位效果不是很好，这将会影响到地质测量成果的精确度和测量作业的效率。GPS-RTK测量技术的作业半径指的是基准站和移动站之间最大的距离，其大小是基准站电台信号的传输距离。所以，为了使该技术的测量精确度更高，工作效率更快，我们将GPS-RTK技术的作业半径控制在10千米以内。

5 GPS-RTK技术作业时应注意的问题

为了提高GPS-RTK技术的作业效率，在GPS-RTK技术的作业过程中存在很多需要注意的事项。因为在地质测量工作的过程中所有测点之间都相对比较独立，因此在地质测量时没有与之相对应的检核方法。解决这个问题的最佳方法就是在检测范围内寻找分布比较均匀并且已知的控制点来进行检核。

6结束语

相比于传统的全站仪光电视距、经纬仪测距，GPS-RTK测量技术具有很多独特的优点，比如测量数据科学可靠、高效率和高精确度等，这些都极大的缩短了地质工程测量工作作业的时间，也大大降低了测绘人员的劳动强度，以及在某种程度上极大的减少了人力物力材力，在极大程度上提高了地质工程中地质测量工作的效率。越来越多的科技工作人员和领域都极为关注和重视GPS-RTK测量技术的实际应用，该技术对地质工程测量行业的发展具有非常重要的意义，因此我们要不断的研究完善GPS-RTK测量技术，以使其更好的被应用于地质工程测量工作中，为我国的地质工程事业做出一点贡献。

参考文献

[1]孟庆森.赵成.GPS-RTK在地质工程测量中的应用[J].吉林地质，2007（2）：84-86.

[2]李胜.地质工程测量中RTK的应用技术[J].中国新技术新产品，2010（11）：2-14.

[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（2）：13-15.