RTK在物探測量中的應用

王崇

摘要：本文首先介紹了RTK及其工作原理，RTK在物探測量中帶來了方便和好處。由于RTK受到各種條件的約束也帶來了不可避免缺點。本文對其缺點提出了一些解決方案，并以工程實例進行分析說明。

關鍵詞：物探測量，坐標系，多路徑效應，天線相位中心誤差，數據鏈傳輸

Abstract:This article first introduces the RTK and its working principle and RTK brings benefits and convenience in the geophysical survey. With RTK under various conditions has brought the inevitable shortcomings. This article propose a number of solutions to its shortcomings, description and analysis to engineering examples.

Keywords:geophysical survey, coordinate systems, multipath, the antenna phase Center error, data transmission

中圖分類號：TU198+.1文獻標識碼：A 文章編號:

引 言

RTK是全球衛星導航定位技術與數據通信技術相結合的載波相位實時動態差分定位技術，它能夠實時的提供測站點在指定坐標系統中的三維定位結果。RTK技術近年來發展比較迅速，它在各種控制測量、地形測圖、工程選線及工程放樣中應用廣泛，與常規儀器相比非常明顯地提高了作業效率和作業精度。但在整個GPS應用方面，測量行業始終是一個小分支，測量知識的流通面也非常有限，再加上普通測量員或非測量專業人員普遍對新技術理解不深，在進行RTK測量時，往往會按照培訓人員的要求機械化地去接受，這樣時間一長就會對整個測量工作效率產生影響，RTK的優越性也不能完全被發揮出來。本論文通過實例論述了RTK在物探測量中的優缺點及改正的措施，從而使RTK在物探測量方面更好的發揮它的好處。

1 RTK及工作原理

RTK（Real Time Kinematic）實時動態測量技術，是以載波相位觀測為根據的實時差分GPS（RTDGPS）技術，它是測量技術發展里程中的一個突破，它由基準站接收機、數據鏈、 流動站接收機三部分組成。在基準站上安置1臺接收機為參考站， 對衛星進行連續觀測，并將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發送給流動站，流動站GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線接收設備，接收基準站傳輸的數據，然后根據相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標及其精度。

2 RTK技術在物探測量中的應用實例

2.1測區名稱

《新景公司佛洼區西部地質構造及水文地質探測技術研究測量》

2.2 已有資料及利用

成圖資料：從礦地測部收集到控制點佛南、佛西、雙桿三個等級點保存完好，滿足本期需要。

2.3測量作業標準

本次測量采用54年北京坐標系。嚴格執行下列規范、規程：

1、《煤炭資源勘探工程測量規程》，煤炭工業部，1987年頒發。

2、《全球定位系統（GPS）測量規范》，國家技術監督局，2001年頒布。

3、《物化探工程測量規范》,DZ/T 0153-95。

2.4人員、設備投入及安全措施

本次共投入測量人員11人。擬投入靈銳S86型雙頻GPS（RTK）接收機5臺/套。

2.5外業作業方法

本區定線測量采用實時相位差分（RTK）測量。點點實測坐標和高程。

2.6野外采集數據精度要求

施工結束后，對全區測量成果要作出質量評價。精度評定是以點位中誤差和高程中誤差及最弱邊相對中誤差來衡量。

3 RTK技術在物探測量中應用的優點

RTK技術在物探測量中應用如此廣泛，主要因為其具有很多優點。測量人員只需手持RTK移動站，操作與移動站相連的手簿。將所需放樣的數據存入手簿中，就可在十公里范圍內放樣，精度達到厘米級。在接到基站數據和衛星滿足的情況下每點放樣時間只需一到兩秒，并且能得到所測點的三維坐標。并受天氣影響不大，且點與點之間不需通視，給作控制提供了很多便利，所使用的人員和車輛也比其它測量方式要少。

4 RTK技術在物探測量應用中存在的問題及解決措施

4.1多路徑效應及解決措施

多徑誤差是RTK定位測量中最嚴重的誤差。多徑誤差取決于天線周圍的環境。多徑誤差一般為幾厘米，高反射環境下可超過10厘米。多徑誤差可通過下列措施予以削弱： A、選擇地形開闊、不具反射面的點位。B、采用扼流圈天線。C、采用具有削弱多徑誤差的各種技術的天線。D、基地站附近輔設吸收電波的材料。

4.2初始化問題及解決措施

在物探測量工作中應用RTK技術，通常單一衛星定位系統的接收機假如能鎖定六顆及以上衛星，那么其可靠性能較強，而多衛星系統只需保持四顆GPS衛星，就能確保其性能可靠。但如果施工區域處于復雜的地區時，且在某一觀測時間段之內不能接到更多衛星信號的覆蓋，導致出現間隙，此時接收機就可能因接收到衛星信號造成失鎖現象，此時容易出現假值。這樣采用RTK技術進行作業時就必須重新初始化。因而怎樣得到足夠的衛星數和縮短初始化時間的理論和技術，是測量工作中測量人員采用RTK技術時應該首先解決的難題。

4.3影響RTK數據鏈作用距離的因素

RTK技術同距離有關的誤差：包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差。對固定基地站而言，同儀器同干擾有關的誤差可通過各種校正方法予以削弱，。由于這一技術將單基準站作為站址，且可靠性能較差，因而應借助網絡RTK (VRS)技術，提升觀測結果的可靠性和精度。

4.4天線相位中心誤差

天線的機械中心和電子相位中心一般不重合。而且電子相位中心是變化的，它取決于接收信號的頻率、方位角和高度角。因此，若要提高RTK定位精度，必須進行天線檢驗校正，檢驗方法分為實驗室內的絕對檢驗法和野外檢驗法。

4.5影響數據鏈傳輸的因素

信號傳輸過程中的誤碼，數據鏈信號衰減影響，鎖定衛星顆數不穩定、信號線、電源線接觸不良，數據鏈信號傳輸斷斷續續。造成流動站在作業中信號失鎖。為確保RTK能快速、連續地得到固定解，務必使RTK移動站能快速、連續、可靠地接收到基準站發來的數據鏈信號。

4.6坐標系統轉換產生的誤差

在物探測量工作中，應用RTK技術所得的測量結果通常是WGS-84坐標系下的，但由于流動站位置距離基站有一定的距離導致大地面有起伏，因而必須啟用模型轉換三參數、七參數等轉換措施，轉化成所需坐標系等工程需要的坐標系。

參考文獻

[1] 褚廣榮，《地圖概論》，北京師范大學出版社.

[2]《全球定位系統（GPS）測量規范》，GB/T18134-2001.

[3]《煤炭煤層氣地震勘探規范》，MT/T 897-2000.

[4] 李青岳，《工程測量學［M］》, 北京：測繪出版社，1984年.