RTK定位技術(shù)的發(fā)展日漸成熟，這種技術(shù)有很多優(yōu)越的特性，在地質(zhì)勘探工作中已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，本文主要研究RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用。

　　《吉林地質(zhì)》JilinGeology(季刊)1982年創(chuàng)刊，是地質(zhì)科技刊物。反映吉林省各地學(xué)科的生產(chǎn)及科研成果,促進(jìn)國內(nèi)外地質(zhì)技術(shù)交流,提供省內(nèi)廣大地質(zhì)工作者的技術(shù)水平和推動地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展。主要刊登該省各地質(zhì)學(xué)科生產(chǎn)及科研成果、工作經(jīng)驗(yàn)、新技術(shù)、新方法等方面的文章。

　　本文筆者通過多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要介紹了GPS—RTK技術(shù)及其定位模式，重點(diǎn)對GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量中的勘探網(wǎng)及控制測量、地形測量、工程點(diǎn)布設(shè)、勘探線剖面測量、地質(zhì)工程點(diǎn)定位測量和物化探測量等應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。并對GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用中的測量誤差和精度、基準(zhǔn)站和移動站的設(shè)置以及數(shù)據(jù)鏈通訊和作業(yè)半徑的確定進(jìn)行了討論。

　　1.RTK定位技術(shù)定義

　　GPS技術(shù)是RTK定位技術(shù)的一個(gè)新的里程碑，它大大地提高了測量效率并開拓GPS新應(yīng)用領(lǐng)域。GPS—RTK從根本上改變了測量工作的傳統(tǒng)作業(yè)方式，GPS定位技術(shù)以精度高、速度快、費(fèi)用省，操作簡便等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于控制測量、工程測量、礦山測量、地形測量、城市規(guī)劃測量、土地勘測定界測量等等當(dāng)中。特別為地礦系統(tǒng)地質(zhì)勘探工程測量提供了十分有力的條件。

　　RTK技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

　　(1)作業(yè)效率高：在一般的地形地勢下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站測量覆蓋率4--5km半徑的區(qū)域，大大減少了傳統(tǒng)測量所要求的控制點(diǎn)數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù)。僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。作業(yè)速度快，減輕了作業(yè)者勞動強(qiáng)度，節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用，提高了勞動效率。

　　(2)定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累，只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)(一般為4km)，RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級。

　　(3)降低了作業(yè)條件要求：RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此，和傳統(tǒng)測量相比，RTK技術(shù)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測量看來由于地形復(fù)雜、地物障礙而造成的難通視地區(qū)，只要滿足RTK的基本工作條件，它也能輕松地進(jìn)行快速的高精度定位作業(yè)。

　　(4)RTK作業(yè)自動化、集成化程度高，測繪功能強(qiáng)大：RTK可勝任很多種外業(yè)測繪。流動站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動實(shí)現(xiàn)多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減少了常規(guī)測量儀器人為操作誤差，保證了作業(yè)精度。

　　(5)操作簡便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)：只要在設(shè)站時(shí)進(jìn)行簡單的設(shè)置，就可以邊走邊獲得測量結(jié)果數(shù)據(jù)或進(jìn)行坐標(biāo)放樣。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便快捷地導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，手簿的使用簡單易學(xué)。

　　2.RTK定位技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用

　　地質(zhì)勘探工程測量主要任務(wù)是礦區(qū)地形測量、勘探線剖面測量、鉆孔點(diǎn)測量、探槽點(diǎn)測量、地質(zhì)點(diǎn)測量、礦體露頭點(diǎn)測量、水文點(diǎn)測量、坑道測量等等。

　　礦區(qū)地質(zhì)勘探、礦區(qū)地理信息的采集和管理、礦區(qū)儲量管理和開采監(jiān)督、礦區(qū)土地復(fù)墾開發(fā)和生態(tài)環(huán)境整治、礦區(qū)規(guī)劃建設(shè)等都離不開大量的測繪工作，而且由于社會發(fā)展快、礦區(qū)地表變化也大，為了能給決策層提供準(zhǔn)確的信息，必然對圖紙的現(xiàn)勢性和各類工程的分布要求高。礦山測量工作者需要不斷地對礦區(qū)地形圖進(jìn)行補(bǔ)測和修測以及地勘工程點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。而RTK的技術(shù)特點(diǎn)給我們的測量工作帶來很大的便捷，與傳統(tǒng)測量手段相比大大減小了工作量，提高了工作效率。采用RTK測地形時(shí)，僅需一人背著儀器，在每個(gè)地物點(diǎn)、地貌點(diǎn)上觀測一分鐘左右，就可得到定位結(jié)果，并將該點(diǎn)的特征編碼輸入GPS手簿。野外數(shù)據(jù)采集完后，由專門的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出所要求的地形圖。結(jié)合上述RTK技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用體會，補(bǔ)充說明一下其在測圖工作中的便利。

　　(1)減少了人員投入。RTK測圖只需1--2人便可完成。且作業(yè)效率和精度大大提高，出錯(cuò)率減少。基準(zhǔn)站安置好以后在儀器有效作業(yè)半徑內(nèi)不需遷站。

　　(2)在控制點(diǎn)上安置好基準(zhǔn)站以后，便可用流動站測量，無需再布設(shè)大量的圖根控制。

　　(3)在空曠區(qū)、山上植被矮小區(qū)，用RTK布設(shè)圖根控制點(diǎn)或者進(jìn)行地形測量，會大大提高測圖精度和速度。

　　地勘工程點(diǎn)放樣是測量的一個(gè)應(yīng)用分支，它要求把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)地標(biāo)定出來。采用RTK技術(shù)進(jìn)行工程放樣時(shí)，僅需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到電子手簿中，背著GPS接收機(jī)，它會提醒你走到放樣點(diǎn)的位置，既迅速又方便。由于GPS是通過坐標(biāo)來直接放樣的，精度較高也很均勻。采用RTK施測地勘工程點(diǎn)時(shí)，僅需一人背著儀器，在每個(gè)點(diǎn)上觀測一二分鐘，就可得到該點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。

　　3.RTK在地勘測量中的不足及其解決辦法

　　(1)受衛(wèi)星狀況限制。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國是最佳的時(shí)候，世界上有些國家在某一確定的時(shí)間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋，容易產(chǎn)生假值。另外，在礦區(qū)高山峽谷深處及密集森林區(qū)，衛(wèi)星信號被遮擋，使一天中可作業(yè)時(shí)間受限制，有些地方甚至無信號。產(chǎn)生假值問題采用RTK測量成果的質(zhì)量控制方法可以發(fā)現(xiàn)。作業(yè)時(shí)間受限制可由選擇作業(yè)時(shí)間來解決。無信號地方可以采用全站儀進(jìn)行配合。

　　(2)天空環(huán)境影響。白天中午，受電離層干擾大，共用衛(wèi)星數(shù)少.常接受不到5顆衛(wèi)星，因而初始化時(shí)間長甚至不能初始化.也就無法進(jìn)行測量。我們做過試驗(yàn)，在同樣的條件和同樣的地點(diǎn)上進(jìn)行RTK測量，上午11點(diǎn)之前和下午3：之后，RTK測量結(jié)果準(zhǔn)而快，而中午時(shí)分，很難進(jìn)行RTK測量。可見選擇作業(yè)時(shí)段的重要性。

　　(3)數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小的問題。RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物如高大山體、高大建筑物和各種高頻信號源的干擾，在傳輸過程中衰減嚴(yán)重，嚴(yán)重影響外業(yè)精度和作業(yè)半徑。在地形起伏高差較大的山區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、居民密樓區(qū)數(shù)據(jù)鏈傳輸信號受到限制。另外，當(dāng)RTK作業(yè)半徑超過一定距離(一般為幾公里，每種機(jī)型在不同的環(huán)境又各不相同)時(shí)，測量結(jié)果誤差超限，所以RTK的實(shí)際作業(yè)有效半徑比其標(biāo)稱半徑要小很多，工程實(shí)踐和專門研究都證明了這一點(diǎn)。解決這類問題的有效辦法是把基準(zhǔn)站布設(shè)在測區(qū)中央的最高點(diǎn)上。

　　(4)初始化能力和所需時(shí)間問題。在山區(qū)、一般林區(qū)、居民密樓區(qū)等地作業(yè)時(shí)，GPS衛(wèi)星信號被阻擋機(jī)會較多，容易造成失鎖，采用RTK作業(yè)時(shí)有時(shí)需要經(jīng)常重新初始化。這樣測量的精度和效率都受影響。解決這類問題的辦法主要是選用初始化能力強(qiáng)、所需時(shí)間短的RTK機(jī)型。

　　(5)高程異常問題。RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但我國現(xiàn)有的高程異常圖在有些地區(qū)，尤其是山區(qū)，存在較大誤差，在有些地區(qū)還是空白，這就使得將GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得相當(dāng)困難，精度也不均勻。

　　(6)電量不足問題。RTK耗電量較大，需要多個(gè)大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè)，最好選用汽車用電瓶。

　　(7)精度和穩(wěn)定性問題。RTK測量的精度較容易受衛(wèi)星狀況、天氣狀況、數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響。不同質(zhì)量的RTK機(jī)型，其精度和穩(wěn)定性差別較大。要解決此類問題，首先要選用精度和穩(wěn)定性都較好的高質(zhì)量機(jī)種，然后，要在布設(shè)控制點(diǎn)時(shí)多布置一些“多余”控制點(diǎn)，作為RTK測量成果質(zhì)量控制的檢核點(diǎn)。

　　4.RTK測量成果的質(zhì)量控制

　　研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95% ，RTK比靜態(tài)GPS還多出一些誤差因素如數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差等。因此，和GPS靜態(tài)測量相比，RTK測量更容易出錯(cuò)，必須進(jìn)行質(zhì)量控制。質(zhì)量控制的方法主要有：a.已知點(diǎn)檢核比較法----即在布測控制網(wǎng)時(shí)用靜態(tài)GPS或全站儀多測出一些控制點(diǎn)，然后用RTK測出這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。b.重測比較法----每次初始化成功后，先重測1—2個(gè)已測過的RTK點(diǎn)或高精度控制點(diǎn)，確認(rèn)無誤后才進(jìn)行RTK測量。c、電臺變頻實(shí)時(shí)檢測法----在測區(qū)內(nèi)建立兩個(gè)以上基準(zhǔn)站，每個(gè)基準(zhǔn)站采用不同的頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù)，流動站用變頻開關(guān)選擇性地分別接收每個(gè)基準(zhǔn)站的改正數(shù)據(jù)從而得到兩個(gè)以上解算結(jié)果，比較這些結(jié)果就可判斷其質(zhì)量高低。

　　以上方法中，最可靠的是已知點(diǎn)檢核比較法，但控制點(diǎn)的數(shù)量總是有限的，所以沒有控制點(diǎn)的地方需要用重測比較法來檢驗(yàn)測量成果，電臺變頻實(shí)時(shí)檢測法的實(shí)時(shí)性好，但它需具備一定的儀器條件。

　　5.結(jié) 語

　　實(shí)踐證明(GPS)RTK測量技術(shù)給現(xiàn)代礦山測量帶來了重大的技術(shù)手段變革，極大地方便了礦山測量工作者的日常工作，隨著其技術(shù)的不斷進(jìn)步，必將給礦山測量帶來更大的便利，其在礦山測量中的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼮閺V泛。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 郭達(dá)志.礦山測量的昨天、今天和明天[c].第七屆全國礦山測量學(xué)術(shù)會議論文集.2007.ll.

　　[2] 李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M]. 武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

　　[3] 吳北平.GPS網(wǎng)絡(luò)RTK定位原理與數(shù)學(xué)模型研究[D]. 武漢大學(xué)，2003.