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GPS-RTK测绘技术在地质勘察测绘中的应用纪银涛

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：纪银涛

[导读] 摘要：本文对GPS-RTK测绘技术在地质勘察测绘中的应用问题进行了探讨，文章从阐述RTK技术概念入手，进一步分析了GPS-RTK技术的主要特点，介绍了该技术的运用表现，最后对技术的改进方法展开了研究。

        嫩江市国土资源勘察测绘所黑龙江黑河 164300
        摘要：本文对GPS-RTK测绘技术在地质勘察测绘中的应用问题进行了探讨，文章从阐述RTK技术概念入手，进一步分析了GPS-RTK技术的主要特点，介绍了该技术的运用表现，最后对技术的改进方法展开了研究。
        关键词:GPS RTK技术；地质勘察测绘；概念；特点；运用表现；改进方法
        前言
        随着城市化建设进程的加快，工程建设规模不断扩大，这就使得地质勘察测绘工作的任务量也不断增加，为了确保此类工作能高效保质地完成，就需要对GPS-RTK测绘技术等进行科学的运用。总体来看，GPS、RTK技术具有准确性高、工作效率高、操作自动化和智能化程度高的优势。
        1.GPS-RTK技术概述
        全球定位系统（Global Positioning System，GPS）最早由美国研发出来，其操作原理是借助系列发送的卫星，搭建一个完善的卫星网系统，进而对海陆空三维空间进行全方位的实时定位与导航，这就能对地理信息进行全面的监测与数据采集，且用技术的自动化、智能化优势代替了人力操作的繁琐与空间局限问题，在海洋测绘等行业有着重要实用价值。
        而RTK（RealTimeKinematic）技术是载波相位动态实时差分技术的简称，是GPS测量与数据传输技术相结合而形成的一种实时定位技术。它由基准站与流动站两部分组成，将RTK技术应用到地质勘察测绘中，可以极大地提高测量的定位效率。RTK技术的主要工作要点包括基准站、坐标转换参数、流动站操作及校核工作等。基准站选择在覆盖区域大、视野开阔且附近没有高压电线、无线发射设备和大面积水域等干扰设施的地方。RTK技术在应用中，坐标转换工作对于准确的测量结果具有极为重要的作用，这个过程应结合内业、外业两种方式求解得到坐标的转换参数。设定好基准站后，需要将流动站与基准站选择合适的相同配置，使得操作手簿与基准站之间能建立连接的平台，并将RTK进行初始化后在操作手簿上得到相应的固定解即可进行测量工作。

        图1 RTK技术仪器
        2.GPS-RTK技术的主要特点
        2.1准确性高
        在地质勘察测绘中应用GPS-RTK技术，使整个测量过程更加直观和简便，并且能够实现所测数据的全方位、全时段的动态监测，除此之外，还能够实现所监测数据的全时段三维动态放样，从而大大提高地籍测量数据的准确性和可靠性。
        2.2工作效率高
        如果测量现场的外部条件并不恶劣，那么GPS-RTK技术能够在非常短的时间内完成测量工作，并且准确地给出三维坐标。不仅如此，GPS-RTK技术在测量过程中对于卫星的要求不是十分苛刻，通常情况下只要能够收到4颗卫星的信号就能够维持GPS-RTK技术的全天候运转，及时运送和传递所测量的数据。
        2.3操作自动化和智能化程度高
        目前，GPS-RTK技术的测量过程以及逐步自动化和智能化，越来越淡化工作人员的操作和处理过程，很多情况下，只需要调整好设备的天线，进行相关参数和功能的设置后就能够进行观测了。
        3.GPS-RTK技术的运用表现
        3.1完成各种控制测量
        传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。
        3.2地形测图
        过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地形地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测，现在采用RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上一二秒种，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，而采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如普通测图、铁路线路带状地形图的测设，公路管线地形图的测设，配合测深仪可以用于测水库地形图，航海海洋测图等等。
        3.3放样程放样
        放样程放样要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样，如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒工作人员走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。
        4.GPS-RTK技术的改进方法
        为控制地籍测量过程中所得误差，应严格选择基准站的位置，进行质量控制能有效地降低由于外部因素而造成的测量误差。在地质勘察测绘GPS-RTK的实际应用过程中，相关的人员要以手簿为主来排查误差，通过细致的检查核实以及重点观测的方法来进行数据真实性的判断。通常情况下，在测量过程中择的第一个测量点都为坐标已知的点，从而能够进行测量技术的核对以及检查工作；如果没有办法找到核验工作时所需的坐标已知点，那么应该在基准站就近处进行固定解成果的施测工作，再通过反算距离的方法以及罗盘仪来核验成果，进而确定其准确性和可靠性。在测量过程中，导致盲点出现的主要原因有信号接收问题以及卫星接收状况不良。如果在测量过程中出现数据链信号的不稳定，接收出现问题，那么可以通过提高流动站的天线以及基准站天线的高度，在流动站中，可以使用长垂准杆来架设天线，这样能够最大限度的保证测量结果的精度。如果上述方法不成功，那么可以进行基准站以及移动站的搬迁工作。如果卫星的接受状况出现问题，那么可以在测量区域盲点附近加测控制点，从而配合全站仪的补测工作。
        结语
        综上所述，加强对GPS-RTK测绘技术在地质勘察测绘中的应用问题的探讨，意义重大。相关工作人员需要明确GPS-RTK技术的主要特点及其运用表现——如完成各种控制测量、地形测图、放样程放样等，在此基础上对RTK技术的改进方法展开必要的研究。
        参考文献:
        [1]刘基余.李征航.王跃虎.桑吉章．全球定位系统及其应用[M]．北京：测绘出版社，1993．