讨论GPS-RTK技术在地质勘测中应用

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摘要：在当前地质测量技术中，gps-rtk属于一种较新测量方法，而且应用越来越广泛，已经在多种领域中得到了推广使用。本文介绍了GPS-RTK技术的工作原理以及在地质勘测中的应用，以促进我国地质勘测技术的发展。

关键词：GPS-RTK技术；地质勘测；原理；应用

中图分类号： F407 文献标识码： A

将GPS-RTK技术应用于地质勘测工程中是现代测量技术的一次伟大变革，而且目前是比较广泛的一种方式，有静态、快速静态、实时动态等几种不同的工作模式，具有精度高、速度快、实时测量等优点。希望通过本文的分析，GPS-RTK技术能够得到更为广泛的应用。

1.GPS-RTK的工作原理

在当前地质勘测工程中，GPS―RTK技术的应用越来越广泛，这种技术也被称为实时动态定位技术，其优点是可以在一定范围内，为用户提供实时点位对应的三维坐标，精确程度可以达到厘米级的定位精度。RTK系统主要包括主控制中心、固定信号发动站以及固定信号接收站、还有使用的用户这三大部分组成，该系统由一个GPS网络控制中心和多个连续运行的GPS基准站组成。其工作原理如下：

首先，基站发送的实时数据必须经过发送数据处理中心，以便对预定的采样率进行连续观察和动态观察；

其次，根据数据处理中心流动站发送的数据，以确定是否该站位于三角形网格内。然后根据观测数据，去和流动站的数据进行对比，找出存在的系统误差。

第三，在找出系统的误差后，立即将信息反馈到流动用户的手中，并对误差进行校正，以确保测量数据的准确，最终可以获得一个准确的测量数据结果。为了获得高精度的数据，在这个过程中，可以对这个程序重复进行一次，可以再次的核对。基准站与数据处理中心之间的数据可以利用数据通信网络或无线通信DON等形式，以及其他方法进行数据处理的联系。

2.GPS-TRK在地质勘查中一般性的技术作业流程

2.1前期准备工作

在进行野外GPS-TRK测量之前，应该对测量的区域进行实际的考察，确定本次测量区域的应用控制点。首先，对基准站以及流动站实行参数的设定，通常基准站的数据采样频率为4-5S，而流动站的数据采样频率通常是1-2S，其它们的截止频率都设置成10°；其次，在基准点实现控制点坐标的输入控制；最后，在实际的测量之前，应该把流动站仪器的设备进行参数设置，其参数的设置应该和流动站一致。

2.2对测量区域的参数进行计算

在收集控制点的资料的以后，进行参数计算，并合理的选择控制网中的参数，给RTK的动态测量提供方便。在选择转换参数的过程中需要注意几个问题：第一，测量区域的四周和中心的控制点选择要均匀，而且分布合适；第二，应该选择三个以上的控制点进行收集，以便提高转换的精度，使用GPS随机的软件进行转换参数的求解。利用最小二乘法的原理进行计算。第三，实行GPS-TRK作业前时，通常情况应该根据已经布置好的本区GPS测量基础控制，然后根据业内计算得到每一个控制点的参数和当地坐标值。在业内计算得到坐标的相应转换参数，把这些参数直接输入到RTK控制手薄中，就可以得到比较准确的参数。第四，在有国家单位控制点却没有GPS的资料时，可以采取流动站到实际的控制现场进行逐点采样的方式实现WGS-84定位测量，但是观测时间不能少于5min，在进行不少于三个控制点的测量之后，就可以利用控制手薄来计算出坐标转换的参数，最后利用坐标转换的参数把WGS-84的坐标进行自动转换，变成北京54坐标，或者西安80坐标。

2.3GPS-RTK技术测量的步骤

现在，瑞士徕卡1200型动态GPS是全球最为先进的型号，它的动态精度能够达到5mm。它具有最快的卫星跟踪能力，拥有最低的跟踪高度角，能够消除多路效应，具有抗干扰的能力，还有快速的更新率和最低时间的延迟等优点，尤其是它使用特有的Smartcheck的算法承担，还整理Smart Track能够获得的观测值，实现快速精确的成果，能够实现在树下和传统无法进行RTK测量的地方在几秒钟的时间内就可以完成初始化，并且能够实现完好性的检测计算。它拥有以20HZ的速度提供厘米级别定位的能力，在可靠性方面，能够实现在15km范围内无误差。

实施测量的每一个点都要求实时实地整平测量数据，完成后储存在仪器内部，并且画出草图。然后再根据读取的野外存储数据，利用计算机，结合野外草图，绘制出标准清晰的数据显示控制图。

3.GSP-RTK技术在地质勘测中的使用

3.1GSP技术在工程测量中的应用

地质工程测量中很容易受到环境因素的制约，存在着强度大、效率低、周期长的野外工作的特点，因此测量时需要先进设备和仪器作为铺助工具。在传统的测量中，铺助仪器中的电子全站仪被广泛应用，但是这些仪器无法满足地质工程测量的需要，科技含量较高的设备仪器的投入和使用迫在眉睫。GPS的应用于地质测量的行业中，大大的缓解解决了这一问题，GPS定位技术存在着不受地质测量作业的影响、没有严格的控制测量的等级这分、无需造标、测量误差小等优点。相对于传统的测量手法，GPS是一种革新的测量技术，对于数据的处理和误差的控制是一种阶梯形的提升。当前，静态测量GPS测量的技术，快速静态技术的使用都非常广泛，对于测量设计方案以及实地的作业有着许多方便，并且在设计阶段，可以使控制测量 地形图的绘制等工作变得十分精准。实际的野外测量作业中，对于定点、放线、位置坐标、高度等因素的把握和掌握程度都有很大的帮助。GPS技术的测量在工程中的使用仍然在初级阶段，各种使用技术股尚没有成熟，仍然需要不断的改革创新，不断的适应工程进度的难度。

3.2RTK技术在地质测量中的使用

RTK技术就是一种为了迎合测量工程需要而开发的一种全新技术。实时动态定位技术的工作原理是通过基站上面的GPS上面的接收机接收数据，并且将此数据利用无线电设备进行实时传播到每一个用户站，根据相对定位的原理，将两个数据进行有机的整合控制来确定其精度。RTK定位技术是根据GPS技术发展而来的，是GPS技术的一种突破，可以实时的显示出用户站的三维坐标和精度。通过进行实时计算的定位结果，可以掌握检测基准站和用户站观测的成果的一些情况。包括质量和解算的收敛程度，从而保证实时的判断解算的结果是否正确，来减少冗余观测程度，缩短观测需要的时间，有效的提高工作效率。

3.3RTK技术在地质工程测量中的使用原理

RTK技术在地质工程中的主要具体的工作流程包括：基准站接收到GPS接收观测位置、观测站坐标数据、利用数据进行统一的调制解调器，把上面的数据和站点信息通过电磁信号的形式发送送给流动站。流动站可以完成初始化的数据，接受来自基准站的数据。同时，在另一方面，自主的接受GPS观测到的相关数据，并且在系统内部将二者组成差分观察值进行实时的数据处理，然后再经过坐标的转换以及投影技术等，最后得出可以精准到厘米级别的坐标信息。

4.结论

GPS-TRK技术的使用对传统地质勘查技术和成果带来了根本的改变，它降低了地质勘查的时间、劳动强度、积累误差等，提高了作业的准确度和效率。目前，GPS-RTK技术动态与实际应用已经得到了许多行业的重视和科技工作人员的关注，它不仅对地质勘察测量行业有不一般的意义，而且对其他更多的行业来说也是一个很好的机遇。相信随着科学的发展，GPS-RTK技术凭借其良好的稳定性、良好的数据传输能力，再加上计算机软件的辅助，会得到非常广泛的应用前景。

参考文献：

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[2]关晓刚.浅谈GPS在地质勘查矿区控制测量中的应用 [J]黑龙江科技信息2012（39）

[3]郭鑫.GPS- RTK技术在地质勘查中的应用[J] 中华民居2012（10）

[4]张国新.GPS-RTK技术在地质勘查工作中的应用[J]科技创新导报2012（1）