小议物探工程测量中GPS RTK技术的应用

摘要：随着科技的发展，人们对于物探工程测量的相关技术进行不断的探索与革新，特别是目前GPS RTK（实时动态定位系统）技术在其中的广泛应用，相比传统的静态定位测量手段与技术，其更极大提高了物探测量工作的效率与准确度，是GPS在物探应用的关键里程碑，它的产生为地形测图与工程放样，及各种控制测量带来了新希望。不过我国目前对于这种技术的研究与使用并不成熟还处于初级阶段，所以必须深入了解GPS RTK技术的工作原理、存在的缺陷与如何应用，才能更好的为我国的物探工程测量工作服务，发挥它的作用。

关键词：物探工程测量；GPS RTK技术；应用

中图分类号：E271文献标识码： A

随着GPS（全球定位系统）技术的不断发展，RTK的出现揭开了GPS技术发展的新篇章，它是Real-Time Kinematic的简称，即实时动态定位系统，是指通过对所建立的两个测站获得的GPS实时载波相位进行处理，并采用载波相位的“动态实时差分”方法，来得到观测点较精准（厘米级）的三维坐标，并保证实时且准确进行野外探测的测量方法。它在物理勘探工程测量中有着非常重要的作用与应用，本文就RTK技术在物探工程测量中的应用与实施手段来进行详细的论述，希望对我国的物探工程测量人员提供参考与借鉴。

一、RTK技术的工作原理

物探工程测量的目的就是通过物探设计，采用常规测量或GPS等技术手段将物探测量的物理点放样到现实地点，帮助野外施工人员掌握准确的测量结果与图件。RTK就是进行放样的技术手段，它的原理是由基准站通过GPS传递的数据链将观测值、卫星跟踪情况、测站坐标等信息发送给流动站，流动站通过接收机收取GPS数据，在系统内运用实时载波相位差分法来算出精确到厘米单位的三维坐标数值，最后通过对坐标的转换来最终得出测量结果与图样的。

二、有效实施RTK技术的手段

（一）考虑天线相位的中心变化

由于电子相位的中心会根据高度角、信号的接收频率、方位角而进行变化，所以天线与电子相位的中心之间是相对不稳定的，两个中心点一般不会重合，所以要测量两者（天线相位的中心）的变化情况，将其考虑到探测中，否则会引起3-5厘米的误差，这对于较高精度要求的探测来说非常关键。对天线相位中心常用的检测方法，有室内绝对检测法与野外检测法两种，不过基地站用绝对检测法比较适合。

（二）降低多路径误差

多路径误差是由于GPS接收直接信号的同时，还接收了信号通过其他物体的反射而产生的间接信号，而过多的间接信号容易造成严重的误差，一般会产生5厘米左右的误差，但是更严重时会产生19厘米的误差，所以一定要采取有效措施来降低多路径造成的误差，如尽量选择没有反射平面的开阔位置建立基地站；在基地站周围铺设材料来吸收电波；安装抑制板天线或采用扼流圈来降低误差。

（三）合理转换坐标系

RTK最后得到的测量数据是WGS-84三维坐标值，但是实际使用时并不使用这一坐标模式，而采取的是如54北京、1980西安、2000国家大地等坐标系，这就需要我们进行坐标的转换，来达到使用的目的，虽然转换过程会产生不可避免的误差，但是误差在可接受范围内，故这个环节是必不可少的。目前用来转换的模型有Bursa Wolf法、三参数法、四参数法、七参数法等，这些方法各有特点，可以根据具体的要求来选择合适的模型进行转换。

（四）减少初始化时间

当物探测量环境比较复杂，而且没有足够的卫星信号将其覆盖时，就会出现信号的间断，此时接收机就会因为没有信号而产生“失锁现象”，而出现假值，RTK在工作时就需要重新初始化，面对这样的情况，在有限数量的卫星条件下，只有采取相应的测量，减少初始化的时间，从而提高RTK的工作效率。目前最常使用的是OTF技术或者单历元确定整周模糊度算法，在实际监测中，也可以混合采用“快速静态测量”技术，来缩短低初始化时间，或者是增加接收机的数量及质量，如使用GNSS接收机，可以接收GLONASS、L5、GPS L2C等信号，大大增加信号的接收能力。

（五）确保数据链传输通畅

信号发射过程中数据链的传输情况会对最终的检测结果有着重要的影响，不稳定或者较弱的传输会导致数据错误或结果错误，一般会出现以下几种情况：第一、数据链的信号较弱时容易扰，从而延长初始化过程或者无法正常初始化导致误码的产生；数据链由于自然或人为因素本身就具有衰减性，使得传输力越来越弱；还有信号线或电源线接触不良造成传输的断断续续，使得信号出现失锁更严重会导致结果错误，故一定要做好数据链传输保护系统，这就需要选择合适的地方建立基准站，确保信号无太多干扰，传输通畅。

（六）延长数据链的影响距离

根据实验显示：RTK技术中定位产生的误差与流动站和参考站间的距离有关系，距离越大则误差就越大，而可靠性就越低。所以我们要采取措施延长数据链的影响距离，如采用VRS（网络RTK）技术或GPS跟踪服务系统，通过增大数据链的影响距离，以减少因距离因素对测量造成的误差，从而提高检测结果的精确度与可靠度。

三、结束语

RTK技术是GPS的最新技术，被广泛用于物探工程测量当中，使测量工作更加快捷与准确，给测量人员带来了福音，不过在我国，这项技术的使用才起步，要经历一定的研究与实践才能让此技术正常的发挥作用，上述是我对RTK技术应用于物探测量得到的一点方法与心得，以求抛砖引玉，相信通过我们对RTK的更深一步了解，会有更多的办法来规避RTK技术本身的缺陷，使结果更加精确与可靠，使我们的物探工程测量工作最大限度的发挥作用。

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