GPS―RTK测绘技术在地质勘查测绘中的应用分析
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【摘 要】随着科学技术的快速发展，全球定位系统，即gps系统，也在不断地发展和成熟。GPS-rtk技术是GPS测量技术的一个新的突破，具有精度高、性能好等优点，它弥补了常规测量技术在进行测量时受到时间、空间上的限制，是GPS测量技术应用的重大里程碑。本文先介绍了GPS-RTK技术在测量中应用的基本原理，及影响RTK定位精确的因素，最后分析了其在地质勘察测绘中的应用，具有一定的参考价值。
【关键词】GPS-RTK技术；地质勘查测绘；影响因素；应用
随着科学技术的快速发展，全球定位系统，即GPS系统，也在不断地发展并趋于成熟。GPS-RTK技术是GPS测量技术的一个新的突破，具有精度高、高效率、全天候和性能好等优点，弥补了常规测量技术在进行测量时受到时间、空间上的限制，是GPS测量技术应用的重大里程碑。
1 GPS-RTK技术应用的基本原理
GPS-RTK技术是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合技术，它在测量中应用的基础是载波相位测量，能够进行实时差分的全球定位系统测量，它包括三个部分：流动站接收机、基准站接收机以及数据链。其基本原理如下：首先将GPS的接收机安置在已知的级点上，然后让其对所有的可见范围内的卫星进行观测，并将观测后的信息数据以无线电波的形式发回给流动站，而流动站内的GPS接收器可以边接收观测的信息数据信号，边接收级点的数据信号，最后根据相对定位原理计算出流动站的三维空间坐标。
2 在地质勘察测绘中应用GPS-RTK技术的优点
2.1 可以提高工作效率
在地质勘察测绘中应用GPS系统能够提高工作效率，这主要表现在：第一，在一般的地形下，该系统可以一次性完成的直径为8km的测量范围，减少了传统测量方法中控制点的数量和测量仪器的搬运量；第二，一个测量工人就可以完成所有的测量任务，放样点停留时间短，劳动强度低；第三，能够减少测量工人在野外测量中的砍伐量，从而避免了由于粗差而产生的返工。
2.2 定位精度很高
在满足了应用GPS-RTK系统的条件后，在直径为8km的测量区域内，GPS-RTK系统可以做到厘米级别的平面精度和高程精度，得到的定位信息数据具有很高的安全性和可靠性，甚至还能动态的显示出具有厘米精度的结果。因此，在地质勘察测绘中应用GPS-RTK系统，可以大大提高定位精度。
2.3 降低了工作条件的要求
利用GPS-RTK系统可以实时得出目标位置的三维空间坐标，彻底地改变了地质勘察测绘中传统测量模式。由于地形限制，常规测量模式不能在山区丘陵等复杂的地形进行作业，而GPS-RTK系统却可以有效解决这一问题，其受到气候、通视条件、能见度、季节等的影响不大，可以在不满足光学通视而只保证电磁波通视的条件下进行测量作业。因此，GPS-RTK系统广泛应用于地形条件比较复杂的地质勘查测绘中。
2.4 作业自动化、集成化程度高
GPS-RTK系统能够胜任各种测绘内、外作业，无需人工干预，流动站利用内装式软件控制系统可自动进行多种测绘功能，这不仅大大降低了辅助测量工作，还在很大程度上减少了人为误差，保证了作业精度。
2.5 操作简单，数据处理能力强
只需在设站时进行简单的设置，就可以边走边进行坐标放样或边走边获得测量结果坐标。能方便快捷的与计算机等测量仪器通信，数据输入、输出、存储、处理以及转换能力强。
3 影响GPS-RTK定位精度的主要因素
3.1 基准站坐标误差
从GPS-RTK技术应用的基本原理可以看出，基准站的坐标精度直接影响GPS-RTK技术的应用，如果其坐标精度较低，那么流动站内所得到的数据将都会有一定的系统误差。
3.2 坐标系统转换精度
平时采用的坐标系统一般是北京54、国家80或者采用一些地方坐标系统，而GPS-RTK技术应用的是世界大地坐标系。因此，还需将坐标系统与平时采用的坐标系统进行转换。这样一来，为了转换系统所采集的公共点的位置、数量及质量都直接影响着GPS-RTK技术的精度。
4.1 GPS-RTK系统在地质勘察测绘中的布网设计
在建网和布网的过程中要根据用途与要求的不同进行布设。GPS系统布网设计主要决定于用户的要求，受经费、人力、时间及接收机型等的影响。GPS系统布网的原则是：（1）由于考虑到某些测量需要加密，因此有必要保证至少一个通视方向，尽管GPS系统对于通视条件基本上没有要求；（2）多采用闭合图形模式，图形必须由独立观测边构成复合路线或闭合环；（3）GPS网络必须尽量与原有地形保持重合。
4.2 GPS-RTK系统的定位测量
因为GPS-RTK系统对通视条件基本无要求，因此，测量点的选择更加灵活方便和多样性；但必须保证测量点上空开阔，以免GPS卫星接收信号受到干扰。距离越远，GPS-RTK测量的优越性也就越强。通常情况下，采用GPS-RTK测量时，每个测量点的观测时间为30～40分钟，若采用快速静态定位方法，观测时间会更短。GPS-RTK系统测量的自动化程度也很高，仅仅需要测量人员将天线对中整平，打开电源，之后即可开始自动观测；其他观测工作都可由跟踪观测器和卫星等自动完成。
4.3 GPS-RTK系统在地质勘察测绘中的应用
首先，GPS-RTK系统在地质勘查测绘中的技术设计。该设计要依据国家颁发的的工程测量标准规范、GPS系统测量规范以及地质勘察测绘规范等相关要求。GPS系统网的基准有方位基准、尺寸基准和位置基准，可以根据不同的用途和需求选择不同的布网方式。可以根据建设需要以及测区情况，选择二级系统当成首级控制网。在观测计划方面，GPS卫星要超过4颗，且均匀分布；可以依据GPS卫星的预报图选择出最佳的观测时段；还可以编排作业调度表.
其次，地形和剖面测量。先进行选点，测量站点的距离选择对通视情况没有太大的要求，在图形结构上的选择也比较灵活、方便。但每个点位周围的高角度15度上不能安置障碍物，点位还要远离功率很大的无线电、高压电线发射源，避免电场对信号的影响，以防接收信号受到干扰，尽量选择在交通方便、视野开阔、易于保存、及利于拓展的地方来设置测量位点。再进行观测，采用静态相对定位，根据作业调度表的安排进行观测，采样间隔为10秒，卫星角度为15度，时段长度为45分。同时在三个点上安置三台接收机天线，对中、整平、定向，之后量取天线高，测量气象数据，开机观察；当各项指标达到要求后，按照接收机的提示输入相关的数据，之后接收机将会自动记录。
5 结束语
GPS-RTK系统的优越性能和突出优点赢得了广大测绘者的青睐，其在地质勘察测绘中具有里程碑意义，它极大地提高了测量效率和效果。利用高精度的GPS-RTK数据信息，为用户提供准确、快速的空间地理信息，满足了现代地质勘察测绘工程对测量工作提出的更高的要求。可以预见，在未来的一段时间内，GPS-RTK技术将会得到更广泛的应用，将会渗透到我国的各个领域和多种学科。
参考文献：
[1]张海潮.GPS-RTK测绘技术在地质勘查测绘中的应用[J].黑龙江科技信息，2013（09）.
[2]常智胜.GPS-RTK测绘技术在地质勘察测绘中的应用[J].能源技术与管理，2012（04）.