对地质勘察中RTK技术论述-设计
最后更新时间：2024-01-29
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论文导读：
【摘要】GPS RTK技术是地质测量技术对传统作业理念的更新，同时对勘察工程的布放和定位等测量手段、作业方法产生了革命性的变革。特别是GPS实时动态定位RTK技术所具有的特点，极大地提高了工程测量的作业精度和效率。因此，在地质勘察及其他工程测量方面得到了广范的应用。
【关键词】RTK技术；应用；优点；措施
引言
RTK测量技术地质勘察中的应用使得地质测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合，极大地推进了地质测量技术的发展，使地质测量手段实现自动化或半自动化，有力地促进地质测量的精确度和测量速度。
1 RTK测量的基本原理
常规的GPS测量，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得cm级的精度，而RTK又称载波相位动态实时差分技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的技术，是能够在野外实时提供测量点在指定坐标系中的三维坐标的cm级定位精度的测量方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了极高的外业作业效率。RTK测量系统的组成有以下几部分：
目前国内RTK产品主要配置为：一个基准站加一个移动站，移动站也可根据用户需要配置多个移动站。基准站主要由主机、电台、发射天线和电瓶组成，移动站为一个主机和一个电子手簿构成，由于使用操作方便、效率高已广泛应用于地质勘察测量。
2 RTK新技术的发展与应用
RTK技术有着一定局限性，主要表现为:（1）用户需要架设本地的参考站；（2）误差随距离增长；（3）误差增长使流动站和参考站距离受到限制（<15km）；（4）可靠性和可行性随距离降低。网络RTK是信息变革中应运而生的全新的空间数据采集手段。它是结合了现代通讯技术、信息网络分发技术、计算机存储及处理技术、虚拟参考站技术（VRS）以及现代大地测量技术等多种先进技术的融合体，有效的解决了常规RTK的不足。
3 RTK技术在地质勘察测量中应用
随着我国国民经济的快速增长和西部大开发的实施，近年来地质矿产勘察进入快车道，并迎来前所未有的发展机遇。目前，煤炭勘察设计和地质报告编制等技术工作已实现微机制图，而有些软件本身也要求提供地面数字化测绘产品的支持。建立勘察设计、施工测量、报告编制一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是地质矿产勘察工程测量“内外业一体化”的发展要求。工程测量技术的进步在于设备引进和技术改造，而引入GPS技术应当是首选。用静态GPS定位测量的方法建立测区首级控制测网，使用电子全站仪完成勘探工程点线测放、钻孔布设与定位、大比例尺地形测图等的作业方式早已普遍应用于矿产勘察工程测量中。虽然全站仪在工程测量中仍发挥着应有的作用，但其测量方法受通视和距离等条件的限制，测站设置多、劳动强度大、作业效率低的常规测量模式，已不能很好的应对当今综合勘察区域范围大、施工周期短、报告提交快等地质勘探工程测量的要求。
RTK实时动态定位技术是静态GPS测量技术发展的一个新突破，而工程测量的技术潜力蕴于RTK技术的应用之中。RTK技术有实时快速静态定位和动态定位2种测量模式，2种定位模式结合使用，可以覆盖综合地质勘探工程测量中测区控制点的建立、地质勘探钻孔布设与定位、地质测绘（填图）地质及构造点测定与地质剖面实测、物理（地震、电法等）勘探工程点线测放、大比例尺地形测图及施工监理等所有作业内容。由于RTK实时动态测量时间只需几秒钟就可以达到cm级的定位精度，且整个测量过程不受横向通视限制，具有其他常规测量仪器设备不可比拟的特点，目前在煤炭勘察等一般工程测量中有着非常广阔的应用前景。
4 RTK定位测量的优点
4.1 在一般地形条件下，RTK设站一次即可完成半径5km左右区域内的定位测量工作，大大减少了传统测量所需要的控制点数量和仪器搬站次数。作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了工作效率。
4.2 只要满足RTK测量的基本条件，在有效作业半径内便可实时确定待定点cm级的三维坐标。定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。
4.3 环境条件要求低。RTK技术几乎不受通视条件、能见度、气候、季节等因素影响和限制，只要接收卫星信号和电讯数据传输正常，即可实现快速定位。
4.4 测量功能强大，自动化、集成化程度高。RTK可胜任一般工程测量各种测绘内、外业要求，基准站初始化后，流动站利用内置软件控制系统，无需人工干预自动实现多种测量功能，减少了人为误差，保证了作业精度。
4.5 操作简单，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的仪器设置，就可实现边走边获得测量坐标结果或进行工程放样。若辅助相应的软件，RTK能够方便快捷地与计算机信息通讯，也可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。
5 RTK技术的不足及应对措施
RTK技术的出现，几乎完全改变了传统测量方法。然而RTK测量技术也存在一定的局限性，如高大建筑物或山体遮挡、强磁场干扰、太阳黑子及超远距离等因素都对源于：7彩论文网论文参考文献www.7ctime.com
测量质量产生一定影响，甚至无法测量。因此如何判断观测质量，是RTK测量的重要环节。
5.1 受卫星图形状况限制，在某一确定时间段不能很好地被卫星覆盖时容易产生假值。解决RTK测量产生假值问题的办法可采用重测比较法（即作业开始前先重测1~2个已知点进行检核便可发现是否有假值产生），确认无误后再进行正式测量作业。
5.2 天空环境影响。一般情况下中午前后共用卫星数少，电离层折射干扰大，RTK初始化时间长，甚至不能初始化而无法进行测量。环境影响问题可选择有利的测量时间段，采取放弃上午11时后和下午2时前论文导读：
作业的方法加以解决。
5.3 数据链传输受干扰和限制。RTK数据链传输易受高频信号源干扰，在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受限制。解决的办法是将基准站设置在有效半径控制范围内的最高点，并远离强磁场。
5.4 高程异常问题。RTK测量要求高程转换必须精确，而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，有些地区甚至还是空白，这就使得GPS大地高转换至海拔高的工作变得相当困难，精度也不均匀。高程异常对于高精度测量有一定影响，而对于煤炭勘察工程测量而言可不必过分顾及，只要在作业时尽量多地联测精度可靠的高程已知点进行比对，并适当缩小作业半径，确保高程测量本身的观测质量达到最好，满足地质勘察工程定位对高程测量的要求一般问题不大。
6 结束语
GPS-RTK是空间定位技术的一个新的里程碑，它大大地提高测量效率并开拓GPS新应用领域。GPS-RTK从根本上改变了测量工作的传统作业方式，为地质勘探测绘提供了十分有力的条件。使用GPS-RTK进行地质勘探测绘能缩短作业时间、降低劳动强度。相信随着数据传输能力的增强、数据的稳健性、抗干扰性水平和软件水平的提高，RTK技术将在地质勘探测绘及其他领域得到更广阔的应用。
【摘要】GPS RTK技术是地质测量技术对传统作业理念的更新，同时对勘察工程的布放和定位等测量手段、作业方法产生了革命性的变革。特别是GPS实时动态定位RTK技术所具有的特点，极大地提高了工程测量的作业精度和效率。因此，在地质勘察及其他工程测量方面得到了广范的应用。
【关键词】RTK技术；应用；优点；措施
引言
RTK测量技术地质勘察中的应用使得地质测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合，极大地推进了地质测量技术的发展，使地质测量手段实现自动化或半自动化，有力地促进地质测量的精确度和测量速度。
1 RTK测量的基本原理
常规的GPS测量，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得cm级的精度，而RTK又称载波相位动态实时差分技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的技术，是能够在野外实时提供测量点在指定坐标系中的三维坐标的cm级定位精度的测量方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了极高的外业作业效率。RTK测量系统的组成有以下几部分：
1.1 GPS接收设备。
1.2 数据传输设备：即数据链，是实现实时动态测量的关键性设备。
1.3 软件解算系统：对于保障实时动态测量结果的精确性与可靠性，具有决定性作用。
RTK定位技术的作业原理是将基准站采集的GPS卫星载波相位观测量通过调制解调器进行编码和调试，经电台数据链发射出去。而移动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收来自基准站的电台信号。移动站再对所接收的信号进行解调和实时分析处理，并根据给定的转换参数进行坐标系统的转换，只要保证4颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的卫星几何图形，移动站便可实时给出cm级的定位结果。目前国内RTK产品主要配置为：一个基准站加一个移动站，移动站也可根据用户需要配置多个移动站。基准站主要由主机、电台、发射天线和电瓶组成，移动站为一个主机和一个电子手簿构成，由于使用操作方便、效率高已广泛应用于地质勘察测量。
2 RTK新技术的发展与应用
RTK技术有着一定局限性，主要表现为:（1）用户需要架设本地的参考站；（2）误差随距离增长；（3）误差增长使流动站和参考站距离受到限制（<15km）；（4）可靠性和可行性随距离降低。网络RTK是信息变革中应运而生的全新的空间数据采集手段。它是结合了现代通讯技术、信息网络分发技术、计算机存储及处理技术、虚拟参考站技术（VRS）以及现代大地测量技术等多种先进技术的融合体，有效的解决了常规RTK的不足。
3 RTK技术在地质勘察测量中应用
随着我国国民经济的快速增长和西部大开发的实施，近年来地质矿产勘察进入快车道，并迎来前所未有的发展机遇。目前，煤炭勘察设计和地质报告编制等技术工作已实现微机制图，而有些软件本身也要求提供地面数字化测绘产品的支持。建立勘察设计、施工测量、报告编制一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是地质矿产勘察工程测量“内外业一体化”的发展要求。工程测量技术的进步在于设备引进和技术改造，而引入GPS技术应当是首选。用静态GPS定位测量的方法建立测区首级控制测网，使用电子全站仪完成勘探工程点线测放、钻孔布设与定位、大比例尺地形测图等的作业方式早已普遍应用于矿产勘察工程测量中。虽然全站仪在工程测量中仍发挥着应有的作用，但其测量方法受通视和距离等条件的限制，测站设置多、劳动强度大、作业效率低的常规测量模式，已不能很好的应对当今综合勘察区域范围大、施工周期短、报告提交快等地质勘探工程测量的要求。
RTK实时动态定位技术是静态GPS测量技术发展的一个新突破，而工程测量的技术潜力蕴于RTK技术的应用之中。RTK技术有实时快速静态定位和动态定位2种测量模式，2种定位模式结合使用，可以覆盖综合地质勘探工程测量中测区控制点的建立、地质勘探钻孔布设与定位、地质测绘（填图）地质及构造点测定与地质剖面实测、物理（地震、电法等）勘探工程点线测放、大比例尺地形测图及施工监理等所有作业内容。由于RTK实时动态测量时间只需几秒钟就可以达到cm级的定位精度，且整个测量过程不受横向通视限制，具有其他常规测量仪器设备不可比拟的特点，目前在煤炭勘察等一般工程测量中有着非常广阔的应用前景。
4 RTK定位测量的优点
4.1 在一般地形条件下，RTK设站一次即可完成半径5km左右区域内的定位测量工作，大大减少了传统测量所需要的控制点数量和仪器搬站次数。作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了工作效率。
4.2 只要满足RTK测量的基本条件，在有效作业半径内便可实时确定待定点cm级的三维坐标。定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。
4.3 环境条件要求低。RTK技术几乎不受通视条件、能见度、气候、季节等因素影响和限制，只要接收卫星信号和电讯数据传输正常，即可实现快速定位。
4.4 测量功能强大，自动化、集成化程度高。RTK可胜任一般工程测量各种测绘内、外业要求，基准站初始化后，流动站利用内置软件控制系统，无需人工干预自动实现多种测量功能，减少了人为误差，保证了作业精度。
4.5 操作简单，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的仪器设置，就可实现边走边获得测量坐标结果或进行工程放样。若辅助相应的软件，RTK能够方便快捷地与计算机信息通讯，也可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。
5 RTK技术的不足及应对措施
RTK技术的出现，几乎完全改变了传统测量方法。然而RTK测量技术也存在一定的局限性，如高大建筑物或山体遮挡、强磁场干扰、太阳黑子及超远距离等因素都对源于：7彩论文网论文参考文献www.7ctime.com
测量质量产生一定影响，甚至无法测量。因此如何判断观测质量，是RTK测量的重要环节。
5.1 受卫星图形状况限制，在某一确定时间段不能很好地被卫星覆盖时容易产生假值。解决RTK测量产生假值问题的办法可采用重测比较法（即作业开始前先重测1~2个已知点进行检核便可发现是否有假值产生），确认无误后再进行正式测量作业。
5.2 天空环境影响。一般情况下中午前后共用卫星数少，电离层折射干扰大，RTK初始化时间长，甚至不能初始化而无法进行测量。环境影响问题可选择有利的测量时间段，采取放弃上午11时后和下午2时前论文导读：
作业的方法加以解决。
5.3 数据链传输受干扰和限制。RTK数据链传输易受高频信号源干扰，在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受限制。解决的办法是将基准站设置在有效半径控制范围内的最高点，并远离强磁场。
5.4 高程异常问题。RTK测量要求高程转换必须精确，而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，有些地区甚至还是空白，这就使得GPS大地高转换至海拔高的工作变得相当困难，精度也不均匀。高程异常对于高精度测量有一定影响，而对于煤炭勘察工程测量而言可不必过分顾及，只要在作业时尽量多地联测精度可靠的高程已知点进行比对，并适当缩小作业半径，确保高程测量本身的观测质量达到最好，满足地质勘察工程定位对高程测量的要求一般问题不大。
6 结束语
GPS-RTK是空间定位技术的一个新的里程碑，它大大地提高测量效率并开拓GPS新应用领域。GPS-RTK从根本上改变了测量工作的传统作业方式，为地质勘探测绘提供了十分有力的条件。使用GPS-RTK进行地质勘探测绘能缩短作业时间、降低劳动强度。相信随着数据传输能力的增强、数据的稳健性、抗干扰性水平和软件水平的提高，RTK技术将在地质勘探测绘及其他领域得到更广阔的应用。