GPS-RTK测量技术在地质勘查中的应用探讨

满 昌

（天津华北地质勘查总院，天津 300000）

地质调查工程需要完成大量的测量工作。与传统的模式测量方法相比，如需要使用全站仪，水平仪和经纬仪来完成现场数据采集工作，在现场收集的数据上绘制准确的地形图。劳动强度大，需要大量的物质和人力，因此测绘行业如何才能达到现代化和数字化发展的水平[1]。传统的地质调查和调查通常基于控制点，使用角度测量网，边缘测量网，角网，执行传统方法，如金属丝网，线性锁定和角度测量（测量边缘）[2]。采用传统的测量方法，点的位置必须满足一定的观察条件，并受天气和时间的限制。本文介绍了GPS-RTK技术的工作原理，技术优势，在地质勘探中的应用及其在实际应用中的主要问题。深入探讨GPS-RTK测量技术在地质勘探中的应用。

1 GPS-RTK测量技术工作原理

GPS-RTK（Global Position System - Real Time Kinematic）实时动态测量-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测量技术发展的新突破，可以在指定的坐标系中实时提供测量站的三维定位结果。并达到厘米级精度。GPS-RTK系统包括基站，流动站和通信系统。在流动站初始化完成之后，将接收的参考站信息发送到控制器，并且利用自身接收的载波观测信号对参考站的载波观测信号进行差分处理。两个站点之间的基线值可以实时求解，并且可以输入相应的坐标，投影参数和转换参数，并且可以实时获得未知点坐标。

2 GPS-RTK测量技术的应用优势

GPS-RTK测量技术在实际的工程测量领域具有显著的自身技术优势，其主要优势点体现在以下几个方面：①较短的测量耗时。GPS技术在当今可见发展的趋势下也取得了长足的进步，不论从理论和实践技术上。而GPS-RTK测量作为GPS技术中的先头技术，其测量耗时也在逐渐缩短。常规的静态式定位测量所需耗时一般在20分钟左右，而新型的动态式定位测量所需一般耗时仅需几秒钟。②较高的测量精度。相对常规GPS测量技术通常具有较高测量精度的GPSRTK技术，是其区别于常规测量技术而广泛应用于地质勘探领域的至关重要的一点。③无需多站点之间的直接视图。通常常规传统的测量技术都需要不同测量站点之间的直接视图，而GPS-RTK测量技术则无需此视图要求，大大增加了测量便捷性。

3 GPS-RTK测量技术在地质勘查领域中的实际应用概述

通常GPS-RTK测量技术可以弥补传统地质勘查技术领域中的测量效率低、测量精密度小等技术缺陷。尤其近年来，该技术突飞猛进式的发展，使得其在地质勘查领域中的实际应用更加广泛。其主要应用场景如下：

（1）地质工程放样。在地质勘探工作中经常遇到钻探，挖沟和地球物理勘探，但通常采矿区的地形相对陡峭。复杂的地形对于放样工作极其危险并且需要很长时间。相对于常规的测量技术，GPS-RTK测量技术能有效的根据地质地形的特点完善工作条件，有效的减少工作人员遭遇环境风险的可能。

（2）图根控制测量。在地质勘测测量过程中，绘制平面图时必须在图纸上绘制控制点。这些控制点是图的根点，后续的测量和映射工作应该基于加密映射的根点。因此，确保根点的准确性对于地质勘探和测量具有重要意义。

（3）地形测量。基于地形的现实情景来考虑实际的绘图比例，如1：1000，1：2000，或1：5000等，这是常规测量技术存在的地形依懒性的缺陷。然而实际测量中比例越大，测量精度越低。

（4）剖面测量。常规的剖面测量技术难以实现像GPSRTK测量技术具备的在轮廓测量工作中“测量”和“计算”工作的同步进行，这是GPS-RTK测量技术在剖面测量工作中具备的用以提高工作效率技术优势之一。

4 GPS-RTK测量技术应用问题讨论

虽然GPS-RTK现场操作具有高速和高精度的优点，但它也受到一系列技术和观察条件的影响，并且具有其优点和缺点。由于缺乏必要的检查条件，如果测量操作员的操作错误或某些技术问题处理不当，将对测量结果产生严重影响。因此，RTK对测量算子的要求高于GPS静态测量。主要的应用问题如下：

（1）GPS-RTK测量误差来源和精度分析：RTK测量误差包括距离和测量站相关的误差。距离相关的误差包括电离层误差，对流层误差和轨道误差，它们随着从移动台到基站距离的增加而增加。因此，在RTK测量期间应限制操作半径。与传统的经纬仪视距和全站仪相比，GPS-RTK技术可以显着提高地质勘探工程的测量精度。

（2）基准站和移动站的设置：①地质工程测量中基站的设置必须远离各种强电磁干扰源；②基站天线和移动台天线之间没有大的障碍物（如高层建筑物，山脉等），天线应设置得更高；③基站周围不应有明显的大面积信号反射（如大型建筑物，大面积水域等）。

请特别注意移动台设置中的以下几点：①坐标参数的选择对测量精度有很大影响，因此基站和移动台的参数设置必须一致；②移动台应始终保持与基站的数据链路的连接。③在建立移动台时必须注意居中和输入数据的准确性；④山区存在不同程度的海拔异常，因此在关节测量区域必须有尽可能多的高水平控制点。加强检查，有效降低测量结果的高程异常精度。

5 结语

本文通过对GPS-RTK技术的分析，简要介绍了GPSRTK技术的工作原理，阐述了GPS-RTK的技术优势及其在地质勘探中的应用。最后讨论了GPS-RTK技术在实际应用中应注意的主要问题。总之，GPS-RTK可有效改变传统测量工作的缺点，缩短地质工程测量的运行时间，降低劳动强度，提高测量结果的准确性，大大提高测绘行业的自动化建设水平。