GPS-RTK定位技術在三維物探放線的優點和不足

郝劍飛

（中煤西北能源有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

隨著我國科學技術的不斷發展，GPS-RTK技術得到了較快革新，主要是在GPS基礎上發展而來的，能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果。此種技術主要是以載波相位觀測值為基礎的實時差分，并且在此基礎上，在一定測量范圍之內能夠達到較高的精度，這也是一種新型的測量方法。不管是準動態定位還是靜態定位，在進行數據處理的過程中，很難實現結算定位結果，并且對觀測數據無法進行檢驗審核，這在較大程度上很難確保觀測數據質量，常常需要返工進行重復測量，這在一定程度上使GPS測量工作效率有不同程度的降低。為此，本文主要分析GPS-RTK技術在三維物探放線中的優缺點。

1 GPS-RTK技術概述

GPS定位系統主要是在人造地球衛星的基礎上對地面點位進行精準的測定所采用的測量方法以及技術。此系統是由不同衛星構成，衛星分布在不同軌道中，其中軌道傾角是55°，高度為20200km。所以，在任何地點均能夠接收到至少4顆衛星實施有效的定位，因GPS具有提供三維坐標能力，在較多領域中廣泛應用。

2 GPS RTK技術工作原理

GPS RTK技術的工作原理主要是在等級較高的基站中進行GPS接收機的有效安裝，并且在此基礎上能夠對觀測到的衛星實施全面觀測，在此過程中，通過接收機接收相關數據信息，再通過無線電形式傳送至相應的設備中，輸送到流動站，在此期間，流動站安裝的GPS接收機會在衛星信號的基礎上接收基準站傳遞的信息數據，最后，根據GPS定位原理對三維坐標與位置實施精準計算。

3 GPS- RTK技術在三維物探放線中的優點

3.1 定位精度高

GPS- RTK技術是在三維無線放線中應用期間，實時動態顯示經過可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果，在此過程中具有較高的觀測精度，并且在此基礎上，所產生的誤差較為均勻，能夠在任何時間了解觀測精度以及結果，同時，產生的誤差之間不傳遞，并且相互獨立。

3.2 作業效率高

隨著我國科學技術的不斷發展，GPS-RTK技術有了較好的完善，并且在此基礎上，相關軟件也在不斷更新。在定位的過程中，對于20km以內的靜態定位，只需要約20分鐘；在對快速靜態相對定位測量的過程中，流動站與基準站間距為15km以內的情況下，流動站觀測時間大約為兩分鐘，并且在此基礎上還能夠進行一次定位，其定位時間只需要幾秒鐘時間，定位速度較快。我國GPS接收機在進行一次定位測速工作，一般情況下，對于高動態用戶來講尤為重要。除此之外，流動站小組中，每組能夠完成放線測量，此種工作效率與常規測量相比，效率相對比較高。

3.3 操作簡便，自動化程度高

在進行測繪定位的過程中，主要是安裝工作，并且在此基礎上將其開關機，同時，量取儀器高以及監視儀器的工作狀態，在此過程中其他觀測工作，比如，跟蹤觀測、衛星捕捉等，需要通過儀器來完成。隨著對接收機的不斷更新，接收機體積逐漸縮小，并且在此基礎上，重量越來越輕，這在較大程度上能夠使測量工作有不同程度的降低，同時，勞動強度也有一定的減少，這對測量工作質量的提高具有較大促進作用。

3.4 觀測時間段

隨著GPS系統的不斷完善與應用，一般情況下，所采用的HD5800 GPS RTK技術在進行地形圖測量的過程中，時間越來越短，一般情況下，只需要幾秒鐘，便能夠對一個點位地形進行有效的測量。

3.5 全天候作業

隨著我國科學技術的發展，GPS衛星數量不斷增加，并且分布均勻，能夠在地球中任何位置進行同步觀測。一般情況下，同步觀至少有4顆衛星，這在較大程度上確保了全天候、連續實時導航與定位的需求。在使用GPS進行觀測的過程中，能夠在全天連續不斷地進行觀測工作。在此過程中，不受天氣因素的影響，比如，刮風、陰雨天等。除此之外，因該項技術使用了偽碼擴頻技術，因此，在使用過程中，具有較好的保密性以及抗干擾性。

4 GPS- RTK技術在三維物探放線中的缺點

在進行GPS系統進行定位的過程中，主要是應當準確計算接收機與衛星之間的間距，再根據已有模式確定時間：距離=速度×時間，其速度主要是根據電磁波傳播速度進行確定。此外，由于電磁波能夠在真空中較快的傳播，但是，在大氣層中傳播速度相對緩慢，主要是因在傳播期間會受到一定的干擾，比如，對流層與電離層等。GPS系統只能對其進行平均計算，在一些區域中，會存在不同程度的差異性。在一些經濟發展較高的城市或者在山區中，由于山地以及建筑物會對信號傳播產生一定的影響，會使信號進行非直線傳播，在對其實施計算期間，存在不同程度的誤差。

GPS測量主要對衛星發射的信號進行接收，再對相關數據進行干擾來獲得點位坐標，在接收期間，如果有信號產生干擾，均會使測量的坐標產生一定的誤差情況，這在較大程度上無法提高測量精度。這就需要在測量之前有效選擇測量點，在此過程中，需要注意的是應確保視野開闊，在視角范圍內需要最大程度上避免障礙物。還需要與功率較大的無線發射源保持一定的距離，一般情況下，間距保持在400m，并且在此基礎上遠離高壓輸電線路，期間間距應大于200m。除此之外，還應遠離有衛星信號接收的物體，并避開大面積水域。

在進行測量的過程中，測量精度還會受到環境的影響，尤其是在中午電離層干擾強度較大，通知共用衛星數量相對比較少，初始化時間比較長，甚至在一些情況很難進行初始化，這在較大程度上很難達到預期要求。此外，RTK耗電量相對較大，在運行期間，需要使用不同容量電池與電瓶，只有這樣，才能確保工作的連續性。在一些電力供應缺乏的偏遠地區或者山區，會使RTK技術運用期間受到不同程度的限制。

RTK在進行作業的過程中，對高程運行精度要求相對比較高，需要確保高程轉化應當精確。但是，在我國一些地區，特別是山區，高程轉換期間存在一定的誤差，一些地區出現空白，這在較大程度上會使高程在轉換至海拔高程的工作難度不斷增加，并且在此基礎上精度均勻程度也相對較低。

點位測量結果精確度與可靠性主要與以下幾個因素有較大關系，比如，觀測環境、接收機、衛星強度以及處理軟件，在這些因素中常備忽略的便是觀測環境，但是較為主要是誤差來源。因射頻干擾GPS廣播功率相對比較低，在進行測量工作的過程中，極易受到周邊射頻信號的干擾。此外，安裝定位綜合機械系統也會出現不同程度的誤差情況，使用微分GPS技術，該系統會得到地球同步衛星的最新誤差校正信息，其中修正數據主要來自地面參考接收器。

5 結語

綜上所述，在三維物探放線的過程中應用GPSRTK技術尤為重要，逐漸成為快速定位測量工作中應用效果較高的技術。此外，測繪地形點主要是把基準站采集到載波相位給送至接收機，再對其進行三維坐標的解算，這在較大程度上可滿足RTK定位可信度與精確度要求。隨著我國觀測技術的不斷發展，數據處理得到了較好的改善，不但能夠為我國社會發展創造良好經濟效益，而且對多項產業的發展具有較大促進作用，這對GPS-RTK技術的應用會產生較好的積極影響。