研究测量GPS—RTK技术在地质勘查测量中运用

论文导读：于3/4等高距的要求。通过在测区中的实际检验情况均可以满足地质勘查测量的精度要求。3、RTK作业方法的优化（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
摘要：随着我国经济的持续发展，市场对矿产资源的需求强劲，加强国外矿产资源的开发势在必行。为查明矿区铝土矿资源储量状况，测量新技术 GPS—RTK定位技术的应用极大地提高了测量工作效率和成果的可靠性。
关键词：RTK定位技术地质勘查测量方法优化
1007-9416（2012）09-0059-02

1、RTK定位技术

（1）实时动态测量（RTK）Real Time Kinematic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）RTK其原理是，在精度较高的首级控制点上安置一台GPS接收机，对所有可见卫星进行连续观测，并将其观测数据通过发射台实时地发送给流动观测站。在流动观测站上，GPS接收机在接收卫星信号的同时通过接收电台接收基准站传送的数据，然后利用电子手簿根据相对定位的原理，实时地计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。实时动态定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在地质勘查测量中应用于控制测量、勘探网测量、工程测量、地形图测量等，并可将数据导入计算计用专业软件进行后处理。

2、RTK定位技术在地质勘查测量中的应用

我公司对老挝占巴色省巴松县铝土矿区进行地质勘探测量。矿区位于老挝南部占巴塞（Champasak）省巴松（Pakxong）县，面积约90km2，详查工作的矿段为Ⅲ1矿段，面积约为12Km2。占巴塞省会巴色（Pakse）位于老挝首府万象南约700km，有13号公路相通，万象到巴色有定期航班，为小型飞机。巴松县城到省会有柏油路相连，路况较好，交通较为便利。公路上车辆较少，除万象附近较为繁忙外，其它地区仅见少量客车，很少见到货运汽车。矿区距省会巴色市约90km，距巴松县城东约40km。巴色到阿速坡公路通过矿区，雨季可通行，矿区其它部分有简易道路、伐木道路和公路相通，旱季可通越野车，雨季交通困难。矿区地表为密集的植被覆盖，主要为草、灌木、次生林，部分矿区有原始森林。草、灌木覆盖地区通视条件相对较好，次生林及原始森林覆盖地区通视条件困难。地质勘查测量主要包括： 控制测量、勘探网测量、工程测量、地形图测量等，而RTK的技术特点给我们的工作带来很大的便捷。
（1）E级静态GPS网：共完成23个四边形36个控制点，控制点分布分布情况参见网图。最长观测时间159分钟，最短观测时间51分钟，全部大于规范要求45分钟的要求。采样间隔5秒，累计设站80次，平均重复设站大于规范

1.6次的要求。论文大全www.7ctime.com

剔除47条不合格基线后，共使用基线86条，使用重复基线7条。产生基线不合格的主要原因是在雨天观测，云层和高空雷电对观测数据影响较大。构成同步环18个，异步环34个。同步环环路相对闭合差最大3.2×10-6，小于规范E级控制网15×10-6的要求；异步环路最大相对闭合差20.2×10-6，小于规范60×10-6的要求。（图1）
（2）GPS-RTK加密控制：全区共使用GPS加密控制点772个，经全站仪检查，平面位置最大误差为0.05米，高程误差最大为0.04米。根据《地质矿产勘查测量规范》（GB/T18341—2001）的勘探线剖面测量指标规定，剖面控制点不大于图上平面位置中误差的0.1mm，高程中误差不大于1/8等高距的要求，均达到了精度要求。
（3）GPS-RTK施测勘探线38条横线，控制纵线26条，共实测1/1000地质剖面14.9公里：根据《地质矿产勘查测量规范》（GB/T18341—2001）的勘探网质量指标（规定：定测同一勘探线上两相邻剖控点和两剖面端点间方位与设计值之差不大于△α=ρ的范围，M为地形地质图的比例尺，L为两端点的间距，ρ=206265″），经全站仪检查均在规定范围内。
（4）GPS-RTK钻孔定测：全区共完成钻孔定测392个，用全站仪检查钻孔18个，占4.6%，平面位置最大误差为0.10米，高程0.10米。根据《地质矿产勘查测量规范》（GB/T18341—2001）的勘探线剖面测量指标规定，剖面控制点不大于图上平面位置中误差的0.225mm，高程中误差不大于1/4等高距的要求，均达到了精度要求。
（5）GPS-RTK检查测绘1：5000地形图：用全站仪测绘1：5000地形图13.94平方公里，在测区内主要地物点例如道路交叉点、道路拐点等地用RTK方式采集了200个检查点，平面误差最大为0.51m，达到规范要求的小于图上0.9mm的要求；高程最大误差为0.75m，达到规范要求的小于3/4等高距的要求。通过在测区中的实际检验情况均可以满足地质勘查测量的精度要求。

3、RTK作业方法的优化

（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）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。
（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测量论文导读：为显著。参考文献付开隆.GPS-RTK技术在公路测量中的应用.矿山测量，2007.张兆龙.GPS-RTK作业模式原理及其实用技术.四川测绘，200

1.上一页12

。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。
（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。
（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。
4、结语
（1）与常规测量方法相比，RTK技术不仅能达到测量的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差的积累，完全可以满足地质勘查测量的要求。
（2）通过老挝占巴色省巴松县铝土矿区的实际测量结果来看，RTK技术用于地质勘查测量，操作简便，灵活方便，不但可以大幅度提高测量速度，而且能够大大减小作业人员的劳动强度，这在地质勘查测量测量中优为显著。
参考文献
付开隆.GPS-RTK技术在公路测量中的应用[J].矿山测量，2007.
张兆龙.GPS-RTK作业模式原理及其实用技术.四川测绘，2001.