RTK技术在地质勘查测量中的应用

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第5期   作者:王海彤
[导读] RTK测量技术基于GPS技术,GPS技术目前是全球卫星定位系统的首要技术
        王海彤
        北京城建勘测设计研究院有限责任公司 北京朝阳  100101
        摘要:RTK测量技术基于GPS技术,GPS技术目前是全球卫星定位系统的首要技术。作为美国研发的一种新型导航系统,GPS在现有基础上,自身衍生了多套高效系统,可广泛用于各领域内。RTK测量技术可以实现两个测量站的有效观察,根据不同的测量点,将基准站采集的载波依次发送至用户接收端,随后进行结算,以分析其整体坐标。作为常用的GPS测量方法,在静态动态测量中,可以获得精准较高的测量体系。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对RTK技术在地质勘查测量中的应用提出了一些建议,仅供参考。
        关键词:RTK技术;地质勘查测量;应用
引言
        在地质勘查测量中,准确性是非常重要的一个指标,差之毫厘,失之千里。在地质勘查测量工作过程中,RTK技术是精度最高的一项勘查测量技术。这项技术的成熟和使用,给地质勘查测量工作带来了极大的便利,也促进了地质勘查测量行业的不断发展。
1RTK技术工作原理
        GPS定位原理是根据空中卫星发射的信号,通过观测GPS卫星和用户接收机天线之间的距离,确定空中卫星的轨道参数,计算出被锁定的卫星在空中的瞬时坐标。RTK测量时有一个基准站和一个流动站,基准站是不动的,操作人员通过流动站来测定需要点的坐标。基准站坐标已知,基准站和流动站均有GPS接收机,GPS信号从卫星到基准站和流动站的传播速度,受大气影响会产生很多误差,因为电磁信号在真空中的传播速度才是定值,在空气中的传播速度要慢一些,慢多少跟空气的密度、温度等都有关系,并且这个误差无法实际测定(因为气温气压都是实时变化的),因此实际上基准站和流动站的实际准确位置都无法测定。但是由于卫星离我们的距离相对于基准站和流动站之间的距离是非常大的,可以认为信号从卫星传到基准站跟从卫星传到流动站的路径是一样的,误差也是一样的,这样误差常数就可以抵消,这时可以得到流动站到基准站的一个距离向量(可认为是三维坐标差)。而基准站的坐标已知,那么流动站的坐标就是基准站的坐标加上这个坐标差,这种方法就是差分技术。而基准站和流动站之间通过电台信号或GPRS等数据链进行通信,实时解算这个坐标差值,这就是RTK测量的基本原理。
2RTK技术的测量优势分析
        2.1RTK具有工作效率较高的优势
        在RTK使用过程中,RTK具备明显的系统应用优势,可以全面实现动态监测,以便更好的完成数据测量。并且在野外测量时,可以定位厘米级别的精准程度。此方法一经发明,便使测绘领域产生了较大改变,极大提升了测绘领域自动化以及数字化的建设水准。RTK工作效率极高,在测绘工作开展中,通过RTK测量技术的应用,可以极大提升测量工作业效率。在一般地形应用时,可以通过高质量的RTK设站,完成在相关测区范围内的测绘工作,一次性高效、精准的完成测绘流程。与传统测绘进行比较,此技术可以有效减少所需要的控制点数量以及测量仪器的相关频率。且在操作流程里,操作人员在每个放样点当中仅需要停留较短时间便可完成测量工作,操作便捷快速且可以有效达到勘测规范所需要的精准度。与以往人工传统测量模式相比,其自身具有明显的应用价值。
        2.2RTK具有定位精准度较高、操作便捷的优势
        在后续测量中,RTK技术可以实现定位精准度较高的应用优势。RTK测量技术是一种实时的动态监测技术,具有极高的定位需求,以满足后续的定位精准度。在传统的检测测量中,如经过多次搬站后,其均会出现不同程度的误差积累。而RTK技术可以克服此类缺陷,在满足RTK基础工作条件下,实现极高的平面测量度精准。

在实际测量过程中,通过该技术的应用,可以有效减少测量误差的出现,完成有效处理。此外,RTK测量技术自动化水准较高,其操作简单。RTK技术其自身的测绘功能在行业当中实现了广泛推广,流动站可以利用RTK内附加的软件,降低人工的参与模式,保证多种测试测绘结果精准。在测绘技术当中,其自动化水准较高,无需过多人工辅助便可以顺利、精准的完成测量。
3在地质勘查测量中合理应用RTK技术的有效措施
        3.1避免信号干扰
        RTK技术通过电磁波接收信号,这就使得这项技术存在一定的局限性。一些特殊的地区会对电磁波信号产生一定的干扰,从而影响测量结果的准确性。想要在地质勘查测量中更好地应用RTK技术,就需要尽量避免信号干扰,选择合适的测量环境,避开对电磁波干扰强烈的区域。在进行测量的过程中,如果出现信号强度不高的情况,可以加长测量时间,或者选取不同的地点进行测量,从时间上和空间上避开干扰源,保证测量结果的准确性。另外,也要不断促进技术更新,引进更加先进的技术对信号接收进行必要的保护,减少被干扰的可能,从而更好地保证RTK技术在地质勘查测量中的应用。
        3.2等高线测量
        等高线是地形图表示地形最常用的方法,利用计算机进行等高线的自动生成具有速度快、弹性大等优点,然而等高线的生成受原始资料数据和测图软件的影响,往往无法达到令人满意的效果。RTK采集数据时,流动站作业人员的测量经验和碎部点选择的合理性直接影响内业等高线的生成质量。对于局部特殊的地貌应附以草图详细描绘。在进行等高线测量时,要采集足够密度的点,多测特征点。地貌变向点和坡度变换点都要采集空间位置信息以及高程。
        3.3确保GPSRTK测量精度
        (1)对于成果精度影响最大的,就是坐标参数转换,只有选择检测区所选的点均匀的分布在检测区四周,同时,检核时多选择几组测量结果进行计算分析,避免出现偶然误差。因为转换参数计算失误或者误差较大,即使观测数据再精确,其结果都是不正确的。(2)严格规范对作业人员能力要求,对作业人员进行培训考试,针对作业人员的业务水平明确提出要求,并且在测量中反复多次,要重点注意作业人员在操控整平接收机时以及对中整平等操作,使操作误差尽可能不是人为因素。(3)严格规范对作业人员能力要求,对作业人员进行培训考试,针对作业人员的业务水平明确提出要求,并且在测量中反复多次,例如作业人员在操控整平接收机时,对中整平等操作所引起的人为误差,使操作误差尽可能不是人为因素。(4)因为GPSRTK需要借由卫星发射的数据信息进行定位测量,而卫星信号和卫星分布不均匀势必会影响测量的精度,在操作之前利用卫星预报提前获知卫星分布不均匀时间,避开此时段,从源头降低测量影响。(5)保证无线电信号在测量过程中可以减少数据传输的影响,因为RTK测量时需要基准站GPS接收机将数据信息传输给流动站,所以,为使数据传输尽可能最小化影响测量,选在空旷的地方进行,大幅度提高精度。
结束语
        RTK技术具有测量精度高、环境适应强、人员需求少、数据更新快的优势,但也有一些不足,避免信号干扰,做好准备工作,及时检查仪器,提高操作人员技术是解决其主要问题的关键。扬其所长、弥其不足才能更好地应用RTK技术,提高地质勘查测量效率。
参考文献
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