探讨GPS―RTK测绘技术在地质勘查测绘中的应用
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摘要：本文通过介绍gps-rtk技术在测量中应用的基本原理及特点，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 ：测绘；地质勘查；GPS-RTK；测绘技术
中图分类号：P641.71 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-
1.GPS-RTK技术应用的基本原理及主要特点
1.1GPS-RTK技术的基本原理
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，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。
1.2GPS-RTK技术的主要特点
快捷直观，不需要进行较为复杂的平差计算，可以实时对数据进行观测、记录和使用；具有较高的精度，与手持导航型机的测量精度相比RTK的精度更高，几乎可以达到所有测量工作的需求，可精确到厘米级别；只需要通过一个或者以上的已知控制点就可以进行工作，不会因为难以收集资料或者是破坏严重的已知控制点而对工作造成影响；RTK技术目前还存在一定的局限性，但是随着卫星差分、移动通信技术以及网络RTK等技术的应用，GPS-RTK技术无疑将会拥有更为广阔的发展前景。
2.GPS-RTK测绘技术应用
2.1GPS-RTK技术的作业方法
2.1.1基准站布控
基准站的选择对于RTK测量非常重要，它将直接影响到流动站的施测精度和测量速度，RTK的基准站应布设在RTK有效测区中央最高控制点上，以利于接收卫星信号和数据链信号，控制点间距离应小于RTK有效作业半径的2/3倍。为方便RTK测量进行控制检核和避免出现作业盲点，在测区布设控制点时应多布置一些“多余”控制点。
2.1.2电量
RTK耗电量较大，需要大容量电池电瓶才能保证连续作业，在电力供应缺乏的偏远作业区优其注意电力不足的问题。
2.1.3“准光学通视”
目前国际测绘领域的RTK，无论是单频和双频RTK系统，都采用UHF电台播发差分信号，为了接收到基准站发射的差分信号，要求基准站和流动站之间的天线必须“准光学通视”。这在沙漠、戈壁、沙滩、岸边、平原等地区的几公里范围内，一般都能顺利进行RTK测量。但在城区和丘陵地带则难以成功实施RTK测量。为了提高各点到基准站的距离，应使其能准光学通视，事先选择测区均匀分布的已有坐标点作为控制点，在其上设置基准站。同时要考虑到基准站上的“净空”，即基准站上空无卫星信号的大面积遮掩和影响RTK数据链通讯的无线电干扰，使用高增益天线及高灵敏度接收机，缩短流动站到基准站的距离，在距离大于4KM时根据工程需要可考虑增设中继站，以及提高流动站、基准站天线的架设高度。以保证成果精度。
2.1.4选择作业时段
白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，常接受不到5颗卫星，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。我们做过试验，在同样的条件和同样的地点上进行RTK测量，上午11点之前和下午3点之后，RTK测量结果准而快，而中午时分，很难进行RTK测量。所以要早出工，晚收工。尽量避开中午时段，而且夜间作业精度优于白天。
2.1.5高程异常问题
RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相当困难，精度也不均匀。
2.2GPS-RTK定位技术
2.2.1实时动态测量
GPS-RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态GPS定位技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。RTK定位技术需要在两台GPS接收机间增设一套无线数字通讯系统，将两个相对独立的GPS信号接收系统联成有机整体。基准站通过电台将观测信息和测站数据传输给流动站，流动站将基准站观测信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标转换和投影参数，实时得到测点坐标，因此，RTK技术还有很强的数据处理能力。
2.2.2GPS-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：a.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；b.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；c.GPS网络必须尽量与原有地形保持重合。
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.
2.2.4GPS-RTK系统在地形和剖面测量
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。
3.结语
GPS-RTK技术相对于传统测量方法有着极大的优势，在地质勘查测量工作中让作业效率和精度都得到了很大的提高；并且在复杂环境作业时缩短了测量工作进程，降低了测量工作者的劳动强度，缩短了作业时间。随着GPS-RTK技术的逐步完善，软硬件设施的逐步改良，为我们在今后地质勘查以及其他测量工作提供了十分有利的条件。
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）.