1 GPS RTK测量技术简介
GPS RTK即实时动态卫星全球定位技术的简称, 它是通过一台基准站和若干台移动站组成的测量系统, 基准站和移动站之间使用无线数据链进行连接。移动站以基准站的已知数据获得改正参数, 基准站和移动站同时接收卫星信号得到测量数据, 基准站同时又把测量修正参数通过无线数据链传送给移动站, 使移动站测量数据得到改正而获得所需要的测量成果, 这样移动站就可以实时、方便、快捷的进行各种测量工作。GPS RTK数据处理实际上是基准站和流动站之间的单基线处理过程。
RT K测量技术的主要特点是: (1) 一个以上已知控制点即可工作, 这在矿区周围已知控制点破坏严重、资料不好收集的情况下不致影响工作; (2) 直观快捷, 可以实时观测、记录、使用测量数据, 无须再进行复杂的平差计算; (3) 精度高, 其测量成果远远高于导航型手持机的测量精度、可以达到厘米级, 完全可以达到除高等级控制测量外的所有测量工作的需要; (4) 目前该技术还具有一定的局限性.受无线通讯技术的限制, 目前市场出售的多数品牌的GPS RTK数据链连接最大可达到二、三十公里, 一般只在10公里左右, 山区根据地形情况则作用距离更近。随着移动通信技禾、卫星差分 (星链) 、网络RTK等新技术在GPSRTK测量工作中的应用, GPS RTK将拥有更广的发展前景。
2 GPS RTK在地质工程测量工作中的应用
地质勘探工程测量是地质找矿工作的一个重要组成部分, 它的主要任务一是为地质设计和研究地层构造提供测绘资料;二是根据地质勘探工程设计, 在实地定线、布设, 始出施工位置和掘进方向;三是定位工程点, 为编成地质报告和储量计算提供有关资料。地质勘探工程测量的主要内容包括矿区控制测量、地形测量、布设工程点测量、勘探线剖面测量、地质工程点定位测量、勘探坑道测量、贯通测量、物化探测量等8方面。除勘探坑道测量和贯通测量外 (坑道内收不到卫星信号) , 其他6项测量工作GPS RTK都可以直接完成。
2.1 矿区控制测量
矿区控制测量一般都是根据矿区作业面积在国家等级控制点之上做首级控制, 在矿区作业面积不太大的情况下, 一、二级小三角点或导线点即可满足要求。根据GPS RT K的厘米级精度指标, 它完全可以满足一般矿区的控制测量需要。吉林省国家控制点分布比较密集均匀, 我们在使用GPS RT K测量过程中, 有相当一部分工作是在国家等级控制点上架设基准站, 直接进行各种工程测量, 在矿区国家等级控制点不能满足需要时, 利用GPS RTK发展布设矿区控制点即可满足各种地质工程测量的需要。实践证明各项精度指标完全符合有关规范的要求。
2.2 地形测量
在地质找矿所需要的大比例尺地形测图的工作中, 在地形条件较好的情况下 (主要指相对高差较小、坡度不陡, 接收卫星信号好无线连接无死角) , 可直接利用GPS RTK采集测量数据。否则, 在地形条件较差的情况下, 可利用RTK GPS配合全站仪等其他测量仪器采集测量数据。无论那种方法, 与传统测量方法相比, 都大大提高了工作效率和测图精度。
2.3 工程点布设
在工程点布设精度要求较高、导航型手持GPS不能满足需要的情况下, 只有GPS RTK能担此重任。我们把设计工程点坐标输人到掌上机上, 然后利用GPS RTK的放样功能, 把点位布设到实地。其他如GPS的静态测量、后差分测量都无此功能, 无法完成工程点布设任务。
2.4 勘探线剖面测量
在所有的GPS测量中, 只有GPSR TK能完成勘探线剖面测量任务。一是GPS RTK的线放样功能可确保观测点在设计剖面线上不偏移;二是可保证观测地形点的高程精度。而静态和后差分无法直接确定剖面线位置, 导航型手持GPS高程测量又木准确。
2.5 地质工程点定位测量
使用GPS RTK进行地质工程点定位测量非常方便, 只要在离工区十数公里以内找到国家控制点 (这在吉林省是不难办到的) 即可开始工作, 如果控制点离工区较远, 利用RTK测量方法发展一到二级将控制点引到工区也是很容易的事情。工作时选择有利地形架设好基准站, 移动站既可对各地质工程点进行逐一测量。
2.6 物化探测量
物化探工作, 一般都是先在测区内运用测量的方法, 沿直线方向布设一系列等距离或者按一定规律分布的物化探观测点或取样点, 即布设物化探网。利用GPS RT K的线放样功能是很容易办到的, 首先把设计好的基线或测线点输人到GPS RTK掌上机, 然后利用GPS RTK线放样方法将设计点位布设到实地。
3 基于GPS RTK的地质工程测量应用
(1) 设置好基准站。基准站应设置在地势较高通讯条件较好的地点上, 根据测区的自然地理条件和工作范围, 在基准站与流动站之间数据链连接最好的点位上设置基准站, 在国家已知控制点不能满足工作需要时, 可用RTK单点定位方法发展已知点, 其精度完全可以满足工作需要。
(2) 移动站工作时应注意以下几点:一是基准站和移动站的各项参数设置必须保持一致;二是移动站要始终保持与基准站的数据链连接;三是移动站设置时必须注意对中整平和输人数据的准确性;四是线放样时线上偏移距不能过大, 遇复杂地形偏移过大时应做好标志以保证地质工作人员准确找到点位标志, 只有这样才能保证测量的精度。
(3) 使用GPSR TK测量系统进行地质工程测量是测量工作的一大进步, 他从根本上改变了测量工作的传统作业方式。
总之, 与传统的经纬仪视距、全站仪光电测距相比, 使用GPSR TK测量系统提高了地质工程测量精度。在测网和剖面布设时基本消除了网线偏移和网闭合差, 只存在很小的个点的离差, 在地质工程点定位测量时, 由于直接在高等级控制点下工作, 大大降低了测量点位的累积误差, 提高了劳动生产率。在林区作业时, 基本避免了砍伐树木, 减少了与林业部门的行业纠纷和毁林赔偿, 同时也缩短了测量工作进程;降低了测量工作者的劳动强度, 缩短了作业时间。为我们今后的地质工程测量工作和其他测量工作提供了十分有力的条件;促进了找矿工作的顺利进行。
摘要：本文基于笔者多年从事地质工程测量的相关工作经验, 以GPS RTK在地质工程测量的中的应用为研究对象, 探讨了GPS RTK在地质工程测量中的应用方向, 结合具体的工程经验, 给出了GPS RTK在地质工程测量中的应用思路, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：GPS RTK,地质,工程测量,矿区
参考文献
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