1、1探讨地质勘察测绘中的 RTK 技术摘 要：本文根据 RTK 技术的特点，以实例了分析 RTK 技术在在地质测绘中的应用。 关键词：RTK 技术；地质测绘 中图分类号： P2 文献标识码： A 文章编号： 一、RTK 的特点 RTK 测量中，要求： （1）能接收 5 个以上的 GPS 卫星。 （2）迁站过程中不能关机，不能失锁。 （3）必须能同时接收到 GPS 卫星的信号和基地站播发的差分信号。 星数问题限制了 RTK 技术的应用范围。在城镇、林荫、山地等地区，凡所测星数少于 5 个时，RTK 测量就会遇到困难。将来，当 GLONASS 卫星全部组网，投入生产后，困难会少些。迁站过程中不能关机
2、，不能失锁。不能关机容易做到，不能失锁则很难。当迁站过程中经过树下、立交桥、隧道时，都可能引起失锁。失锁后，必须重新初始化，即重新确定整周模糊值。确定整周模糊值的时间和可靠性，取决于四个因素：单频机或双频机，所测星数，至基地地站的距离，RTK 软件质量。单、双频机及至基地站的距离的关系如图 1 所 图 1 至基地站距离 2图 2 初始化的时间、星数和可靠性的关系 （14 代表可靠性、4 为最可靠） 示。所测星数和确定模糊值时间的关系见图 2。研究表明，确定整周模糊值的可靠性，是 RTK 系统能否实时准确定位的关键。据统计：在一般条件下，确定整周模糊值的可靠性最高为 95%。能否连续地、可靠地接
3、收基地站播发的信号，是 RTK 能否成功的决定因素。也是制约 RTK 测程的重大因素。目前，RTK 系统的数据传输多采用 超高频（U-F） 、甚高频（V-F）和高频（-F）播发差分信号，这三种频率的特点如表 1 所示。 表 1 三种频率信号的特点 二、RTK 应用实例分析 电法勘探原理就是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题
4、。电法勘探的方法，按场源性质可分为人工场法（主动源法） 、天然场法（被动源法） ；按观测空间可分为航空电法、地面电法、地下电法；按电磁场的时间特性可分为直流电法（时间域电法） 、3交流电法（频率域电法） 、过渡过程法（脉冲瞬变场法） ；按产生异常电磁场的原因可分为传导类电法、感应类电法；按观测内容可分为纯异常场法、总合场法等。中国常用的电法勘探方法有电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。下面以美国天宝 5800 型 RTK 在工程中的应用为例，说明 RTK 测量技术在地质测绘中的应用及精度。 1、某工程测区技术设计 某工程测区地势较为平缓，平均海拔在 1000
5、 米以上，相对高差一般为 50200 米，属低山丘陵地区。区内为半干旱大陆性气候，夏季温热而短，干燥少雨，冬季寒冷漫长。年平均降水量 256.6 毫米，年最大降水量为 292.9 毫米，日最大降水量 71.7 毫米，年平均蒸发量为 2398.64毫米，最大蒸发量为 2636.4 毫米/年，远远大于降水量。冬春季多风，风向以北西方向为主，平均风速 15 米/秒，最大风速 26 米/秒。年平均气温 0，最高气温 37，最低气温零下 22.7。冰冻期为每年 10 月次年 4 月，年平均冻土深度 127 厘米，最大冻土深度为 239 厘米。地质测绘一方面主要是为电法勘探、磁法勘探服务的，为物探勘查放样
6、出精确的实地点位位置。在该工程测区测线布设为自西向东向，线长2.16 公里，方位角 90 度，在基线上的测点基础上，使用美国天宝 5800 型 RTK 移动站在动态下的 RTK 经校正后，以线放样的方法对测木桩作标记，测线点以 20 米为间距，插筷子线进行测量，测线以 50 米为线距，100 米钉作标记，测点误差满足 X0.5 米， Y0.5 米，实测测线 16 平方公里。测网线、点编号分别为：线号自南向北依次为4“100、110、120400”等，点号自西向东依次为“100、104、108120、124316”等。 2、该工程工区控制网的布设及其解算结果 在 GPS 图形设计时，由于 GPS
7、 测量站与站之间不一定需要相互通视，所以其图形设计具有较大的灵活性。但是由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义，所以选点要选择适宜的点位。根据图纸的设计和实地考察，又考虑到在以后测量中RTK 的信号质量问题，选择了几个较合适的点。GPS 测量获得的是 GPS 基线向量，它属于 WSG-84 坐标系的三维坐标差，而我们实际需要的是北京 1954 坐标系的坐标，在我们进行 GPS 网的技术设计时必须明确 GPS 网所采用的基准。测区内现有国家等三角点 2 个，其坐标系为 1954 年北京坐标系，中央子午线 111，我们主要根据这两个点进行 GPS 三角网的布设
8、。在控制网布设好以后，要进行控制点坐标的测量工作。在观测站 GPS 测量时，n 台接收机的同步观测值可以两两结合，通过计算将得到多于（n-1）条的基线。但是，其中只有（n-1）条基线是独立的，进行平差计算的时候只能让（n-1）条独立基线参与平差计算。RTK 控制测量时，首先用已知控制点建立投影的局部归化参数，仪器将直接记录坐标和高程，查看解算后每个控制点的水平残差和垂直残差。一般水平残差控制在 3cm；垂直残差控制在 5cm，去除最大的粗差。首先使用天宝静态 GPS 进行观测，将仪器架设在该地区山上的国家控制点上，其他两台仪器分别架在 ZZSG1 和 ZZSG4 点上，同步观测 45 分钟即可
9、。在观测的时候要记录开机时间、关机时间和仪器高，并且要将仪器号和点名一5一对应记录下来，以便在进行三角网平差的时候不容易出错。观测完一组数据后，将架设在该工区山上的仪器再次架设于 ZZSG2 点上，同样方法观测 45 分钟，依此类推直到把正个三角网观测完毕为止。 3、RTK 定位精度分析和测量误差源 RTK 测量结果获取的测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为1.4cm，最小为 0.2cm。可以认为 GPS RTK 测量点位精度达到厘米级，能够满足地质测量精度要求。RTK 测量误差主要有 GPS 系统误差、RTK 设备、测量环境、用户专业水平、测量方法等 5 个因素，在观测过程中要注意采取一定的措施克服。由于 RTK 测量有时会出现点位坐标漂移误差，当按设计要求进行 RTK 作业时，在距离和测回数都按设计掌握时，仍有部分测点超限时，只有通过减小测距和增加测回数加以解决。 三、结语 RTK 测量技术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。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 技术将在地质测量和其他领域得到更广阔的应用。 参考文献： 1周学林.RTK 在矿山地质测绘中的应用.甘肃地质,2009 年 01期
