论文部分内容阅读
[摘要]本文主要介绍了GPS-RTK技术及其定位模式，重点对GPS-RTK技术在地质勘探工程测量中的勘探网及控制测量、地形测量、工程点布设、勘探线剖面测量、地质工程点定位测量和物化探测量等应用情况进行了分析。并对GPS-RTK技术应用中的测量误差和精度、基准站和移动站的设置以及数据链通讯和作业半径的确定进行了讨论。
[关键词]GPS-RTK 动态定位 测量精度 应用
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-299-1
1 RTK原理与优点
RTK测量是根据GPS的相对定位理论，将一台接收机设置在已知点上，另一台或几台接收机设置为移动站，放在待测点上，同步采集相同卫星的信号。基准站在接收GPS信号并进行载波相位测量的同时，通过数据链将观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息按照一定数据格式一起传送给移动站；移动站通过数据链接收来自基准站的数据，然后利用GPS控制器内置的随机实时数据处理软件与本机采集的GPS观测数据组成差分观测值进行实时处理，给出待测点的坐标、高程及实测精度，并将实测精度与预设精度指标进行比较，一旦实测精度符合要求，手簿将提示测量人员记录该点的三维坐标及其精度。
RTK技术优点：
（1）作业效率高：在一般的地形地势下，高质量的RTK设站测量覆盖率4--5km半径的区域，大大减少了传统测量所要求的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数。仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点的坐标和高程。
（2）定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累，只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
（3）全天候作业：RTK技术不要求两点间通视，只要求满足“电磁波通视和对空通视”。因此和传统测量相比，RTK技术作业受限因素少，几乎可以全天候作业。
（4）RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大：RTK可胜任多种外业测绘。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了常规测量仪器人为操作误差，保证了作业精度。
2 RTK定位技术在地质勘探工程测量中的应用
地质勘探工程测量主要任务是矿区地形测量、勘探线剖面测量、钻孔点测量、探槽点测量、地质点测量、矿体露头点测量、水文点测量、坑道测量等等。
地质工程勘探网通常由基线和与之相垂直的若干勘探线所组成。GPS-RTK的测量精度、速度和经济效益都较好，GPS-RTK将会逐步替代常规控制测量方式成为各地质勘探网建立的主要手段。
大比例尺地形测量：采用RTK测地形时，仅需一人背着仪器，在每个地物点、地貌点上观测一分钟左右，就可得到定位结果，并将该点的特征编码输入GPS手簿。野外数据采集完后，由专门的软件进行数据处理，输出所要求的地形图。
勘探线剖面测量：地质钻孔基本都要设立在勘探线上，为此需要作勘探线剖面测量。测量人员由起始点利用GPS-RTK按剖面设计方向定线，沿给定的方向线上测定剖面测站点、剖面点以及控制点。
地质工程点定位测量：在钻孔施工完毕封孔以后，需要对钻孔进行复测。将基准站架设到钻孔附近空旷处，将移动站架设于钻孔附近2个以上已知控制点上进行校正，校正之后将移动站架设于封孔标石中心测量并记录坐标，此坐标即为钻孔的最终复测坐标。
地勘工程点放样是测量的一个应用分支，它要求把设计好的点位在实地标定出来。第一步，在地质勘探工程区首级控制网的基础上，合理确定矿区工程点的地理分布；第二步，將设计工程点坐标输入到GPS手簿中；第三步，利用GPS-RTK的放样功能把工程点布设到实地。
3 RTK测量成果的质量控制
质量控制的方法主要有：a.已知点检核比较法，即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。b.重测比较法，每次初始化成功后，先重测1—2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。c、电台变频实时检测法，在测区内建立两个以上基准站，每个基准站采用不同的频率发送改正数据，流动站用变频开关选择性地分别接收每个基准站的改正数据从而得到两个以上解算结果，比较这些结果就可判断其质量高低。
4 GPS-RTK测量中的注意事项
（1）为了保证精度，作业过程中移动站和基站间的距离尽量不要超过10km，因为GPS-RTK在测量过程中将有误差来源，如多路径效应、点位对中误差等。
（2）由于外业测量的最终目的是内业成图，如果测量点较多的话，为了成图的精确性，在外业测量时还需要进行草图绘制。
（3）为了获得较高的高程定位精度，应尽量与测区均匀分布的控制点联测，以求得较精确的高程转换参数。
5结语
测量工作是地质勘探工程中的重要组成部分，关乎着地质勘探工程的质量。实践证明GPS-RTK测量技术给现代矿山测量带来了重大的技术手段变革，极大地方便了矿山测量工作者的日常工作，随着其技术的不断进步，必将给矿山测量带来更大的便利，其在矿山测量中的应用领域将更为广泛。
参考文献
[1]GB/T18314-2009.全球定位系统（GPS）测量规范[s].北京：中华人民共各国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2009.
[2]李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005.
[3]周忠谟.GPS卫星测量原理与应用[M].北京：测绘出版社.1997.
[关键词]GPS-RTK 动态定位 测量精度 应用
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-299-1
1 RTK原理与优点
RTK测量是根据GPS的相对定位理论，将一台接收机设置在已知点上，另一台或几台接收机设置为移动站，放在待测点上，同步采集相同卫星的信号。基准站在接收GPS信号并进行载波相位测量的同时，通过数据链将观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息按照一定数据格式一起传送给移动站；移动站通过数据链接收来自基准站的数据，然后利用GPS控制器内置的随机实时数据处理软件与本机采集的GPS观测数据组成差分观测值进行实时处理，给出待测点的坐标、高程及实测精度，并将实测精度与预设精度指标进行比较，一旦实测精度符合要求，手簿将提示测量人员记录该点的三维坐标及其精度。
RTK技术优点：
（1）作业效率高：在一般的地形地势下，高质量的RTK设站测量覆盖率4--5km半径的区域，大大减少了传统测量所要求的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数。仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点的坐标和高程。
（2）定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累，只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
（3）全天候作业：RTK技术不要求两点间通视，只要求满足“电磁波通视和对空通视”。因此和传统测量相比，RTK技术作业受限因素少，几乎可以全天候作业。
（4）RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大：RTK可胜任多种外业测绘。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了常规测量仪器人为操作误差，保证了作业精度。
2 RTK定位技术在地质勘探工程测量中的应用
地质勘探工程测量主要任务是矿区地形测量、勘探线剖面测量、钻孔点测量、探槽点测量、地质点测量、矿体露头点测量、水文点测量、坑道测量等等。
地质工程勘探网通常由基线和与之相垂直的若干勘探线所组成。GPS-RTK的测量精度、速度和经济效益都较好，GPS-RTK将会逐步替代常规控制测量方式成为各地质勘探网建立的主要手段。
大比例尺地形测量：采用RTK测地形时，仅需一人背着仪器，在每个地物点、地貌点上观测一分钟左右，就可得到定位结果，并将该点的特征编码输入GPS手簿。野外数据采集完后，由专门的软件进行数据处理，输出所要求的地形图。
勘探线剖面测量：地质钻孔基本都要设立在勘探线上，为此需要作勘探线剖面测量。测量人员由起始点利用GPS-RTK按剖面设计方向定线，沿给定的方向线上测定剖面测站点、剖面点以及控制点。
地质工程点定位测量：在钻孔施工完毕封孔以后，需要对钻孔进行复测。将基准站架设到钻孔附近空旷处，将移动站架设于钻孔附近2个以上已知控制点上进行校正，校正之后将移动站架设于封孔标石中心测量并记录坐标，此坐标即为钻孔的最终复测坐标。
地勘工程点放样是测量的一个应用分支，它要求把设计好的点位在实地标定出来。第一步，在地质勘探工程区首级控制网的基础上，合理确定矿区工程点的地理分布；第二步，將设计工程点坐标输入到GPS手簿中；第三步，利用GPS-RTK的放样功能把工程点布设到实地。
3 RTK测量成果的质量控制
质量控制的方法主要有：a.已知点检核比较法，即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。b.重测比较法，每次初始化成功后，先重测1—2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。c、电台变频实时检测法，在测区内建立两个以上基准站，每个基准站采用不同的频率发送改正数据，流动站用变频开关选择性地分别接收每个基准站的改正数据从而得到两个以上解算结果，比较这些结果就可判断其质量高低。
4 GPS-RTK测量中的注意事项
（1）为了保证精度，作业过程中移动站和基站间的距离尽量不要超过10km，因为GPS-RTK在测量过程中将有误差来源，如多路径效应、点位对中误差等。
（2）由于外业测量的最终目的是内业成图，如果测量点较多的话，为了成图的精确性，在外业测量时还需要进行草图绘制。
（3）为了获得较高的高程定位精度，应尽量与测区均匀分布的控制点联测，以求得较精确的高程转换参数。
5结语
测量工作是地质勘探工程中的重要组成部分，关乎着地质勘探工程的质量。实践证明GPS-RTK测量技术给现代矿山测量带来了重大的技术手段变革，极大地方便了矿山测量工作者的日常工作，随着其技术的不断进步，必将给矿山测量带来更大的便利，其在矿山测量中的应用领域将更为广泛。
参考文献
[1]GB/T18314-2009.全球定位系统（GPS）测量规范[s].北京：中华人民共各国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2009.
[2]李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005.
[3]周忠谟.GPS卫星测量原理与应用[M].北京：测绘出版社.1997.