淺談GPS RTK在水工環地質勘察中的技術應用

王偉

摘要：隨著中國科普科技水平的提高，提高水工環地質勘察工作效率和準確性具有特別重要的意義。本文對水工環地質勘察工作做以簡要的概述，同時對GPS RTK在水工環地質勘察中的應用做了著重闡述。 關鍵詞：水工環；地質勘察；GPS RTK；闡述 一、水工環地質勘察簡述 水工環地質調查貌似與人類生活關聯不大，實際上水工環地質勘察人類的生存發展存在著緊密的聯系，特別是在當今全球環境變化下，世界各個國家都將水工環地質勘查，提升到更高的水平發展研究。同時水工環勘察的總體部署也都進行了適當的調整和分配。其中，水工環地質調查研究的內容發生巨大變化。水文地質、工程地質、環境地質的界限在傳統意義上被打破，現在發展的趨勢就是對水工環一體化的研究，它的服務領域越來越廣泛，信息量大、功能多樣的態勢不斷出現，環境地質學日益突顯其重要性。 二、水工環地質的應用范圍 在改革開放以后，人類對于自身行為要促使其進行反思，終于認識到，只有協調人和自然的關系，共榮共存才能實現。水工環地質工作新要求的提出，是要對可持續的發展的科學發展觀進行全面協調。隨著不斷加快的全球城市化進程，城市建設和規劃中的地質調查評價工作也逐漸成為了一項重要的工作。當前，逐漸形成水工環地質研究的重要領域之一就是其中的城市環境污染防治和監測、土地利用規劃、工程地質災害調查和風險評價、垃圾填埋地質調查等。

三、GPS RTK的基本原理 3.1GPS的基本原理 從地面把無線電信號發射臺搬到衛星上，針對一個衛星導航定位系統進行組成，對無線電測距交會原理進行有效的應用，就可以對衛星的位置用3個以上的地面未知點進行交會，相反的，對于地面未知點的位置，就可以利用3顆以上衛星的已知空間位置進行交會，這就是GPS衛星定位的基本原理。實時動態測量的基本工作方法是，安置1臺GPS接收機在基準站，連續觀測所有課件的GPS衛星，并且通過無線電傳輸設備把它的觀測數據對用戶的觀測展進行實時地發送。在觀測站上，GPS衛星信號在被GPS接受機接收的同時，對接收基準站的觀測數據和轉換參數通過無線電接收設備進行傳輸，然后把GPS原理相對定位作為依據，對相對基準站的基線向量進行及時的解算，對基準站的84坐標進行解算；再通過預設的wgs—84坐標系和地方坐標系的轉換參數，對用戶需要的三維坐標及精度進行實時地計算并且進行顯示。 3.2 RTK的基本原理 實時動態RTK 測量系統，是GPS 測量技術與數據傳輸技術的結合，是GPS 測量技術中的一個新突破。RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS 測量技術，RTK測量系統一般由以下三部分組成：GPS 接收設備、數據傳輸設備、軟件系統。其基本思想是： 在基準站上設置1 臺GPS 接收機，對所有可見GPS 衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS 接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況，實時地判定解算結果是否成功，從而減少冗余觀測量，縮短觀測時間，因此可以提高生產效率。 四、應用實例 GPS RTK技術經過多年的發展，已經證明了具有多方面的用途。這些應用包括在水文地質方面可以用于淺部地下環境調查；在工程地質勘察方面可用于調查地下埋藏物、隧道、巖溶等方面等。 區域水文地質調查。某一特定地層雷達反射圖像特征的產生平均的總和就是我們所定義的雷達相圖，指的是雷達剖面資料上肉眼可見的反射波的組合形式的不同。雷達資料觀測中，對雷達響應并產生特征效應的就是地質體的構造和結構特征造成的影響。雷達相圖元素就是這些特征效應的名稱。從1990年以來，荷蘭tno應用地學研究所在荷蘭30多個適合于GPS調查試驗的點上作了測量，用于評價GPS對不同水文地質目標成像和描述目標特征的可能性。 五、GPS RTK技術在水工環地質勘察中的優點 5.1作業效率高

在普通的地形地勢下，高質量的RTK設站對5km半徑的測區進行測量只需要一次，和傳統測量相比，其所需的控制點數量和測量儀器的“搬站”次數大大減少，操作只需要一個人，1.2s是每個放樣點僅需要停留的時間，在這個時間內就可以完成作業。 5.2滿足定位精度

只要滿足所有對RTK的基本工作條件，就不存在偏差，在一定的作業半徑范圍內（一般為5km），RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級，且不存在誤差積累。 5.3全天候作業

RTK技術不要求兩點間滿足光學通視，只需要對 “電磁波通視和對空通視的要求”進行滿足，所以和傳統測量相比，受阻因素比較少的RTK技術作業，作業幾乎是可以進行全天候的。 5.4 RTK作業自動化、集成化程度高

對于各種測繪外業RTK都可以勝任。高效手持操作手簿要在流動站中盡心配備，多種測繪功能在內置專業軟件中都可以自動實現，對人為誤差也可以有所減少，對作業精度也有了保證。 六、結束語 GPS RTK技術已為測量界普遍地接受，并得到越來越廣泛的應用，在水工環地質中對GPS RTK技術的采用，已經得到了很好驗證，可以一步到位外業的測量，節省了很多不必要的中間環節，對外業工作量進行最大限度地減少，從而縮短整個測量工期，提高工作效率。同時，簡化外業工序和迅速完成也可以使所有的后續專業工序更快的完成。

【參考文獻】

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