RTK 技術在地質礦產勘察測量中的應用

張長樹，汪 濤，薛玉峰

（安徽省煤田地質局第二勘探隊，安徽 蕪湖 241000）

隨著科學技術的不斷進步和快速發展，地質礦產勘察測量工作在具體展開中，要與新時期背景下的各種先進技術手段進行結合，以此來打破傳統地質勘測方式的局限性和單一性。傳統形式下的地質礦產勘察測量工作在具體展開中，通常情況下都是在整個預查階段展開測量，對一條基線或者一級、二級的導線網進行測量，將其作為獨立網。這也是保證地質礦產勘查工程能夠實現有效布置的前提條件，在整個地質礦產勘查工作的具體普查階段，要與逐級布設的基本原則進行結合，對三角控制網進行合理的布設。緊接著要對測量的碎部點進行合理設置，通常地質礦產勘查工作的地形相對比較復雜，同時通視條件上相對比較差。在日常工作時，對于人力以及物力等各方面資源的消耗普遍比較大。現今GPS 技術的整體發展形勢相對比較良好，RTK測量技術逐漸成熟，在整個社會中的應用范圍越來越廣。RTK平面實時定位技術在具體應用時，具有操作簡便以及高精度的優勢特點。同時自動化水平相對比較高，并不會受到時空等各種因素條件的限制影響。所以能夠在實踐中實現快速有效的測量，有利于保證測量工作的整體效率和質量得到有效提升。

1 RTK技術工作原理

1.1 工作原理

RTK 定位技術在具體應用時，是在載波向外觀測值的基礎上實現實時有效的動態定位技術手段之一。該技術在具體應用時，能夠提供測站點，在具體的坐標系當中以三維定位的結果呈現出來，在精度方面具有一定的優勢特點，能夠達到厘米級的精度標準要求。在RTK 作業模式的影響下，基準站通常情況下可以直接以數據鏈為基礎，對其相關的觀測值以及測站坐標信息等全部都進行有效的結合，以直接傳送給相對應的流動站。流動站不僅能夠對這些數據鏈進行有效的接收，同時還可以對GPS觀測數據進行科學合理的采集和整合[1]。在整個系統內能夠組成差分觀測值，實施有效的處理流動站、在實踐中可以直接處于一種靜止狀態，根據實際情況的不同也可以呈現出運動狀態。與RTK 技術在具體應用時的情況進行結合，發現該技術在實踐中主要是針對數據進行處理，同時還可以實現數據在傳輸時的有效性和穩定性。如圖1 所示。

圖1 RTK 技術工作原理示意圖

1.2 坐標轉換

RTK 測量技術在具體應用時。主要是將WGS84 系統作為基礎。RTK 測量時，要保證其他坐標體系的有效性，這樣能夠實現坐標的轉換。在整個坐標轉換時，轉換參數的控制方面，通常應當采用三點以上的兩套坐標系。利用Molodenky 等一系列經典模型，能夠實現對GPS 軟件的求解處理，或者以自行編制的方式對參數軟件進行有效的利用。經過一系列的測試和鑒定之后，能夠投入到正式使用當中。在整個參數的轉換中要與實際情況進行結合，可以利用各種不同類型的模型形式。但是需要注意的一點是，要利用一組全套的參數展開有針對性的轉換，對坐標轉換參數進行操作時，如果參數轉換不準確勢必會影響2cm-3cm 左右的測量誤差[2]。如果在實踐中，整個轉換參數很難滿足高程精度提出的標準要求，需要對RTK 數據展開有針對性的處理。與高程擬合等各種方法進行結合，這樣才能夠保證高程系統對應高程數據的真實性和有效性。如圖2 所示。

圖2 RTK 技術實現思路

2 地質礦產勘察測量中對RTK技術的應用

2.1 技術設備要求

與RTK 技術的工作原理進行結合分析，發現該技術在實際應用中主要涉及到的內容包括基準站、流動站以及無線點通信系統。該技術在應用時，最為重要的一點就是要保證數據的有效整理和高效傳輸系統。在整體運行時，要保證數據在整個流動站與基準站相互之間的高質量傳輸。除此之外，該工作在具體展開中，要保證數據傳輸的有效性，初始情況下對整個模糊度的預算進行求解，同時還要在整個坐標移動中逐漸形成一套符合現實要求的計算體系。針對整周模糊度展開運算時，通常是以oTF的算法為基礎，該方式在具體應用時的主要原理是將流動站對應的方差分析以及回歸分析作為基礎，與相近的坐標定位進行協同處理，實現對空間的搜索，進而獲得該空間當中的載波相位與基準相位之間的未知數解。根據已經解得出來的數據，可以對其中的最小方差進行對照，以此來選擇符合現實要求的整周模糊度。數據在整個傳輸中，通常情況下是以無線通信以及衛星系統為基礎，在針對這種基準站的地點進行選擇時，通常情況下要保證一定的開闊性，這樣能夠避免信號傳輸受到嚴重的阻礙影響[3]。條件允許時可以適當在其中增加一些中繼站，這樣能夠為信號的傳輸流暢性提供保證。

2.2 RTK 技術工作流程

地質礦產勘察測量活動在具體展開之前，要提前對測量區域展開實際的勘測與地質特點進行結合，這樣能夠提前做好一系列的準備工作。對主機參數進行科學合理的設置，同時還要對區域范圍內已經明確的控制點進行深入分析。針對坐標體系進行整合，將該坐標體系與設備進行有效融合，這樣能夠為參數相互之間的有效轉換提前打下良好基礎。對基準站進行選擇時，要與基本的原則進行結合，對其自身的所在方位進行確定，這樣有利于保證數據相互之間的穩定傳輸。如圖3 所示。

圖3 RTK 技術應用流程示意圖

2.3 RTK 設置

在針對RTK 進行設置時，通常情況下可以分為靜態和動態兩種不同類型的設置方式。首先，在靜態設置上，在基準站上所有涉及到的儀器架設必須要保證遵循對中和整齊的基本原則。GPS 天線以及主機和電源等各種不同類型的零部件設備在連接時，要保證準確性和有效性，避免出現一系列的誤差。對參考站接收機的天線高等進行有效的量取，要保證符合限差的標準要求，對其中的均值展開有針對性的記錄。基準站的定向，通常情況下在指北線時應當指向正北，相互之間的偏離角度不能夠超過10°。對于沒有任何標志性的天線，可以提前對其標志位置進行科學合理的設置，在整個測區范圍內的作業中，要保證標志指向的一致性[4]。其次，在對動態情況進行設置時，由于流動自然通常都會利用缺省2M 的流動開展有針對性的作業。如果高度呈現出明顯的差異性，那么應當對該數值進行有效的調整，如果信號在實踐中受到影響。那么為了保證效率的提升，可以適當將儀器移到開闊的位置處，數據鏈在鎖定之后將其移回到待定點。這樣有利于實現初始化成功，在穿越樹林等一些特殊環境時，要盡可能避免天線或者電纜受到嚴重的影響，以此來為整個儀器設備的安全操作提供保證。如圖4 所示。

圖4 RTK 設置示意圖

2.4 地形測繪

在針對地形進行測繪時，通常是以GNSS-RTK 技術為主，展開全野外的數據采集。在具體操作中，要在測距的最高位置處對基站進行科學合理的設置。同時流動站在對控制點進行測定時，要實現參數相互之間的有效轉換，緊接著對其他控制點進行有針對性的檢查。坐標與高程相互之間的差值都控制在5 厘米范圍之內時，可以展開碎部點的測量。各碎部點在測量時，測量的時間要停留5 秒以上，取其中的平均值，對坐標以及對應的高程進行準確有效的記錄。

2.5 RTK 技術的應用優勢

RTK 技術在地質勘察測量中科學合理的應用，不僅能夠從其自身的工作原理角度出發，節省在地形圖繪制中遇到的各類問題，而且還能夠實現全天候的觀測。為勘察測量工作的有序開展，提供了非常明顯的便利條件。在圖根控制點坐標的獲取方面，在地質礦產勘查工作中，要與已經測得的數據進行結合，實現對圖根控制網科學合理的布設。通過RTK 測量技術，在其中的合理應用可以直接與前期輸入的定位點坐標進行結合，實現自動化的放樣和計算，以此來得到圖根控制點相關信息數據。達到一定精準要求后，可以停止測量，整個過程不僅方便，而且能夠保證圖根控制網相關工作的有序開展。

3 結語

RTK 技術在地質礦產勘察測量中科學合理的應用，與傳統人工采集方式具有明顯的差異性。在技術層面上具有明顯的優勢特點，即使是處于地形相對比較復雜的區域，也可以實現有針對性的測算，尤其是針對技術盲區，能夠保證測算結果的準確性和有效性。