gps—rtk技術(shù)特點(diǎn)和其在地質(zhì)勘查工程測(cè)量中應(yīng)用

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1、GPS—RTK技術(shù)特點(diǎn)和其在地質(zhì)勘查工程測(cè)量中應(yīng)用【摘要】本文介紹了全球定位系統(tǒng)以及GPS_RTK技術(shù)的快速靜態(tài)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位；重點(diǎn)介紹了GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查中的控制網(wǎng)測(cè)量、地形測(cè)量以及工程點(diǎn)放樣；最后介紹了GPS-RTK在地質(zhì)勘查中的優(yōu)缺點(diǎn)【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；GPS-RTK；地質(zhì)勘查0引言全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)是美國(guó)國(guó)防部聯(lián)合它的陸?？杖娐?lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能。能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)

2、(RealTimeKinematic,簡(jiǎn)稱RTK)測(cè)量技術(shù)，是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破，可使實(shí)時(shí)三維定位精度達(dá)到厘米級(jí)。1GPS-RTK技術(shù)的工作原理實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK測(cè)量的基本思想是，在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過無線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。RTK測(cè)量系統(tǒng)為GPS測(cè)量工作的可靠性和高效率提供了保障，

3、這對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和普及，具有重要意義。1GPS-RTK的作業(yè)模式根據(jù)用戶的要求，目前實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量采用的作業(yè)模式，主要有：2.1快速靜態(tài)測(cè)量采用這種測(cè)量模式，要求基準(zhǔn)站上的接收機(jī)必須連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺(tái)接收機(jī)依次到用戶站上靜止進(jìn)行觀測(cè)，在觀測(cè)過程中，連同接收到的基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地解算用戶站的三維坐標(biāo)。如果解算結(jié)果的精度已滿足設(shè)計(jì)要求，便可結(jié)束觀測(cè)。這種模式作業(yè)速度快，精度高，但可靠性較差。目前這種模式主要用于城市、礦山等區(qū)域性的控制測(cè)量、工程測(cè)量和地籍測(cè)量。2.2準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量該模式對(duì)基準(zhǔn)站的要求與快速靜態(tài)測(cè)量的模式一樣，但是流動(dòng)站上的接收機(jī)必須在開始工作之前，先在

4、某一起始點(diǎn)上進(jìn)行初始化工作。初始化后，流動(dòng)的接收機(jī)只需觀測(cè)數(shù)歷元，連同基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)算。該模式要求接收機(jī)在觀測(cè)過程中，保持對(duì)所觀測(cè)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。一旦失鎖，便需重新初始化。此模式主要用于地籍測(cè)量、碎部測(cè)量、路線測(cè)量和工程放樣。2.3動(dòng)態(tài)測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量模式也需要流動(dòng)站上的接收機(jī)在開始工作之前，進(jìn)行初始化。之后流動(dòng)的接收機(jī)按預(yù)定的采樣時(shí)間間隔自動(dòng)地進(jìn)行觀測(cè)，并連同基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)算。主要用于航空攝影測(cè)量和航空物探中采樣點(diǎn)的實(shí)時(shí)定位，航道測(cè)量，道路中線測(cè)量以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精密導(dǎo)航等。1GPS-RTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測(cè)量中的應(yīng)用RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基

5、準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)（偽距觀測(cè)值，相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)。GPS-RTK技術(shù)主要用于控制測(cè)量、地形測(cè)量、工程點(diǎn)布設(shè)等；在工作中,我們利用了RTK無需點(diǎn)間通視、觀測(cè)時(shí)間短、定位精度高的特點(diǎn)，改變了過去傳統(tǒng)作業(yè)模式，在短時(shí)間內(nèi)，完成了各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。3.1控制測(cè)量在測(cè)區(qū)內(nèi)收集控制點(diǎn)和測(cè)區(qū)實(shí)際情況的資料，布設(shè)GPS控制網(wǎng)。GPS控制網(wǎng)的布測(cè)分為：選點(diǎn)埋石、觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理三步。1）選點(diǎn)埋石按《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》GB/T18314-2001的要求先在圖上設(shè)計(jì)，然后到實(shí)地踏勘、埋石。2)觀測(cè)至少采用3臺(tái)以上GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，要求平面:±(3mm+1ppm

6、),高程：土(5mm+2ppm)。觀測(cè)前做好計(jì)劃，選擇好衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量好的時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)，要求觀測(cè)中至少同時(shí)跟蹤四顆衛(wèi)星，作業(yè)時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。2)數(shù)據(jù)處理采用平差軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，平差后做好精度統(tǒng)計(jì)。3.2地形測(cè)量傳統(tǒng)方法地形測(cè)量，先要建立控制網(wǎng)，然后進(jìn)行碎部測(cè)量，最后將測(cè)出的地物地貌繪制成圖。其工作量大、速度慢,花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)。然而采用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量，測(cè)得碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖。GPS-RTK技術(shù)測(cè)量地形圖的方法如下：1)GPS基準(zhǔn)站的架設(shè)①根據(jù)作業(yè)區(qū)面積、地形地貌和數(shù)據(jù)鏈的通訊覆蓋范圍，選擇合適的地方架設(shè)GPS基準(zhǔn)站。GPS基準(zhǔn)站的架設(shè)地點(diǎn)要求地勢(shì)相對(duì)

7、較高，周圍無高度角超過15°的障礙物和強(qiáng)烈干擾接收衛(wèi)星信號(hào)和反射衛(wèi)星信號(hào)的物體，架設(shè)地點(diǎn)應(yīng)地基堅(jiān)實(shí)牢固，不易被大風(fēng)所吹動(dòng)；②選擇好位置后架設(shè)天線和基準(zhǔn)站，接收機(jī)天線應(yīng)精確對(duì)中、整平，對(duì)中誤差不大于5mm；天線量取精度至1mm,接收機(jī)和電臺(tái)天線之間距離小于3mo③正確輸入基準(zhǔn)站的相關(guān)參數(shù)，電臺(tái)頻率的選擇不應(yīng)和作業(yè)區(qū)的其他衛(wèi)星信號(hào)沖突。④在基準(zhǔn)站正常工作的情況下，正確設(shè)置流動(dòng)站，選擇測(cè)量模式、基準(zhǔn)參數(shù)、轉(zhuǎn)換參數(shù)和數(shù)據(jù)鏈的通訊頻率等，其流動(dòng)站的設(shè)置應(yīng)