RTK方法在地质剖面测量中的应用

范景琪

山东东山新驿煤矿有限公司山东兖州272100

摘要：随着科学技术的不断进步，在地质测量方面的应用越来越多。此类设备和器材在地质测绘工作中全面应用，使测绘综合工作效率全面提升。目前ＲTK技术在地质测绘中已普遍得到应用，此技术在发挥原有技术优势的基础上全面结合ＲTK技术，使得勘查过程中定位工作的精确度不断提升，提高了测绘工作效率。主要对地质测绘中的ＲTK技术应用进行探析，旨在扩大此项技术应用范围。

关键词：地质测绘；ＲTK技术；应用

引言

地质测量是地质勘查工作的最基础、最直接的工作手段，通过系统收集、调查研究，获得野外第一手地质资料，从而解决矿区基础地质问题，提高矿区地质研究程度，总结矿区成矿规律，扩大找矿线索。而实测地质剖面是地质测量工作的第一步，是测区地层、构造、岩浆岩、矿体重点问题的研究解剖过程，它是划分地层层序、建立填图单元的依据，是填图质量的关键前提。在实测地质剖面工作方法上目前常用的依然是传统的采用罗盘、测绳的半仪器法。笔者在胶东半岛某矿区实测地质剖面工作中尝试采用RTK全仪器法进行工作，取得了一定的效果。与传统方法相比较，方法可行，成图精度准确，工作效率较高，可以在以后的工作中加以推行。

1ＲＴＫ工作原理及工作特点

ＲＴＫ测量设备主要由基准站、数据传输设备、移动站、数据解算设备及软件组成。基准站通过数据传输设备将载波相位差分信号发送给移动站，移动站接收实时载波差分信号并解算测点实时三维定位坐标，并达厘米级定位精度。依据收集到地面控制点及转换参数的情况，ＲＴＫ工作方式分为以下几种情况：

1.1有控制点及转换参数

收集到工作区七个转换参数，并已知两个及以上控制点。基准站可选择架设在已知点或未知点，输入相关参数并完成移动站校正，开始剖面测量工作。测量范围一般能覆盖大于５０ｋｍ。通过ＲＴＫ测量可以直接获得测点的三维坐标，能够满足不同比例尺、不同地貌特征的剖面测量。

1.2有地面控制点无转换参数

收集到地面控制点至少两个。ＲＴＫ移动站固定解状态下采集每个控制点坐标，在解算软件中计算获得四参数转换参数。在控制点上验证后，开始剖面测量工作。该方法控制范围在５～７ｋｍ之内理论上，七参数相对于四参数精度要高，可满足一般剖面测量的要求。

1.3无转换参数无控制点

通常情况，既无转换参数又无控制点，地面只有剖面起点、终点、地质点的桩位等，可以采用自由基准站的测量方法。基准站架设在剖面附近，以单点工作模式采集坐标，并以当前获取的坐标参与基准站的工作，待移动站获得固定解时，开始剖面测量工作。

2RTK方法在地质剖面测量中的应用

2.1在地形测量碎部数据采集中的应用

在地形测量项目中，使用GPSRTK系统收集现场数据具有天气因素影响小，测绘精度高，无需考虑控制点之间可达性等优势。但是，也有无法观察住宅区和森林，以及诸如观察复杂地形（如沟壑）时遇到困难等缺陷。（1）GPSRTK系统可以在地形测量过程中直接观察开放区域内的独立特征（如坟墓，出水口，高程点等）和线性特征（所有类型的道路，水道等），精度可达达1-3cm。具体的做法是将流动站放置在各种地面物体的位置点上。仪器状态固定后，输入所有类型地物的相应属性代码进行保存，在内业整理时由程序根据属性编码对各类地物进行相应的表示。（2）在地形测量的空旷地区，还会有一些独立或小型的建筑物和林地，如住宅用地，工厂建筑物，废弃房屋，水井和农场等，对上述地物进行分类，以项目效益最化为原则，采取不同的措施进行处理。GPSRTK系统遇到的地形测量处理方法如下：①对于低层建筑物，将增加对中杆的高度，使GPSRTK系统的卫星接收天线直接延伸到屋顶；②用于观测辅助点的GPSRTK系统观测结构简单的高层建筑。观察角度A，B，C和D，观察其各自延伸线上的辅助点然后画一个草绘并记录要测量的点，辅助点的编号和连接顺序；③对于在森林附近的结构复杂的高层建筑，将GPSRTK系统用作适当位置的图根控制点，然后使用全站仪进行附加测量。（3）地形调查项目主要分布在城市，工厂，矿山等经济发达地区。这一地区的通信和电力系统相对发达，传输塔，高压电杆，低压电杆和通信电缆比比皆是。在收集GPSRTK系统数据时，必须精确定位高压电极，低压电极和通信极，每个电极具有一定的厚度和高度。当GPS卫星接收天线接近极点位置时，会阻挡部分卫星信号，电杆上的电力线和通信线路均存在电磁干扰，造成数据采集困难。如果GPSRTK系统收集其他数据并使用全站仪测试各种类型的电线杆和通讯棒，则工作负荷将呈指数增长。利用GPSRTK技术的设计理念，当在现场收集各种极点数据时，流动站的GPS卫星接收天线关闭极点位置并更快地保存数据（一般为2-4s）。如果速度太快，则数据链路发送的基站信息不能被充分利用。如果速度太慢，由于某些卫星信号的屏蔽，电源线和电源线的电磁干扰通信线路将导致系统在固定解决方案状态下失锁。（4）RTK系统在地形测量碎部数据采集中应注意的问题：①对于小面积特征地物，应尽可能采用各种辅助方法，以防止遗漏。在地形测量的数据采集过程中，由行走、站位到保存数据这一过程中不要动作太快。②从其工作原理可以看出，基站和漫游器每秒要求一次无线数据通信链路。为了提高准确度并降低错误率，可以在数据保存之前停顿2-4s保存数据。

2.2测量与放样

工程放样过程中，受地形地貌等条件的影响较大，传统的方法进行放样时，经常因为无法满足通视而频繁更换支点及测站，测量精度低。使用ＲTK技术进行测量与放样作业时，为了保证测量准确，应该先进行点校正，转换坐标参数。测量过程中，通常选择通视环境好，且不受电磁信号干扰的位置作为测量的基准站。当工作范围内有5颗以上GPS卫星，且卫星信号强度大于6时，只需要10s时间便能得到测量数据。在进行放样测量时，ＲTK技术实现了实时测量，为工作人员提供更多的有效数据。

2.3对测量与工程点合理布置

在地质勘探工程实际测绘过程中，控制测量具有重要作用。ＲTK技术自身精确度较高，随着地质勘探事业的发展，传统测量技术逐步被取代。传统测量二级控制网的平均边长为250m，属于较为基础的控制网。通过ＲTK技术应用之后，控制网边长能够有效拓展到500m。随着控制网边长的持续扩大，GPS定位的精确性更高。所以当前技术人员需要结合测绘项目实际发展情况采用较为先进的定位模式。如果测绘工作环境较差，可以选用快速静态和动态定位。如果测绘工作环境良好，可以选用静态定位。由于本文所提案例实际测绘环境较差，所以需要选取地势较为平坦的区域应用静态测量模式。通过GPS的定位作用，在测绘场地中可以布设95个控制点，其中静态控制点布设27个，动态控制点为68个。

结语

ＲTK技术是地质矿产勘查测量领域内的新技术，给测量工作带来了极大的便利，弥补了传统测量手段的缺点，增加了测量的自动化、智能化水平。使用该技术测量时，不需要相邻的测量点通视，通过GPS卫星即可确定所处位置的三维坐标，使用简单，可节约大量的人力，增加测量效果。但在实际应用过程中，也会受卫星数量、数据传输路径是否畅通、高程差、卫星截止角等因素影响。在实际使用的过程中，应该发挥ＲTK技术的优点，做到扬长避短，增加测量的效率和准确性。

参考文献：

[1]王海新．GPS－ＲTK测量技术在地质勘查中的应用［J］．工程建设与设计，2016，（8）：22－23．

[2]王霆．矿山测量中GPS－ＲTK技术的应用研究［J］．科技创新与应用，2014，（16）：285．