gpsrtk技術在工程測量應用中的優(yōu)劣簡析

1、2 0 1 1 年第 1 期 西 部探 礦工 程 1 7 9G P SR T K 技 術在 工 程測 量 應 用 中的優(yōu) 劣 簡 析 王子凡 ， 鄧連利 ( 1 ． 牙 星煤 業(yè)有 限公 司 ， 內(nèi)蒙 古 呼倫貝 爾 0 2 2 1 6 1 ；2 ． 呼倫 貝 爾市大雁 勘測規(guī) 劃設 計有 限責任公 司 ， 內(nèi)蒙古 呼倫 貝爾 0 2 1 1 1 5 )摘 要 ： 針對 G P SR T K技術應用中的工作特點 ， 結合 實際提 出

2、了在測量過程 中提高其精度的措施及 一 點體會 。關 鍵詞 ： RT K技 術 ； 流動 站 ； 基 準站 ； 測量 中圖分類號： P 6 2 3 ． 3 文獻標識碼： B 文章編號 ： 1 O O 4 —5 7 l 6 ( 2 0 1 1 ) O 1 一O 1 7 9 一O 31R T K工 作原理 RT K( R e TlT i meKi n e mT t i c s ) 定 位技 術 就是 基 于 載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術

3、 ， 它能夠實時快速 地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果 ， 并達到 厘米級精度 。在 R T K作業(yè)模式下 ， 基準站通過數(shù)據(jù)鏈 將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站( 一 臺或 多臺 G P S 接收機) 。流動站通過數(shù)據(jù)鏈接收來 自基準 站( 一臺 G P S接收機) 的數(shù)據(jù) ， 同時采集 G P S觀測數(shù) 據(jù)， 并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理 。基準站 根據(jù)該點 的準 確坐標 求 出其到 衛(wèi) 星 的距 離 改正

4、數(shù) 并 將 這一改正數(shù)發(fā)給流動站， 流動站根據(jù)這一改正數(shù)來改正 其定位結果 ， 從而大大提高定位精度 ， 能夠實時地提供 測站點在指定坐標系中的三維定位結果 ， 達到厘米級精 度 。流動站可處于靜止狀態(tài) ， 也可處于運動狀態(tài) ， 也可 在 動態(tài)條 件下直 接開機 ， 并在 動態(tài) 環(huán)境下 完成周 模糊 度 的搜索求解 。R T K測量系統(tǒng)一般由以下 3 部分組成 ： G P S接收 設備 、 數(shù)據(jù)傳輸設備、 軟件系統(tǒng) 。數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng) 由

5、基準 站 的發(fā)射 電 臺與流動站 的接 收 電臺組成 ， 它是實 現(xiàn)實 時 動態(tài) 測量 的關鍵設 備 ； 軟件 系統(tǒng) 具有 能夠 實時解 算 出流 動站的三維坐標的功能 。R T K測量技術除具有 G P S 測量的優(yōu)點外 ， 同時具 有觀 測時 間短 ， 能實現(xiàn) 坐標 實 時 解 算 的優(yōu) 點 ， 因此 可 以 提高生產(chǎn)效率。實時動態(tài)定位如采用快速靜態(tài)測量模 式 ， 在 1 0 k m范圍 內(nèi)， 其定 位精 度可達 1 ～2 c m。

6、R T K測量系統(tǒng)的開發(fā)成功， 為 G P S測量工作的可靠性 和高 效率提供了保障 ， 這對 G P S 測量技術的發(fā)展和普及 ， 具 有重要的現(xiàn)實意義 ， 下面就其在測繪應用中的優(yōu)劣作簡 要分 析 。2R T K技 術在控 制測 量 中的應用 在呼倫貝爾某測 區(qū) 2 0 0 k m 。 的 1： 2 0 0 0 地形測量 中， 我們采用 R T K技術來 代替常規(guī)一 、 二級導線及 圖根導線測量 ?；鶞收?8 4坐標 和 5 4 坐

7、標之 間轉換參數(shù) 采用靜態(tài)觀測求解 ： 在測區(qū)施測 了 1 9 個靜態(tài) G P S點，施測等級為 E級， 高程為四等幾何水準高， 點位在測區(qū) 內(nèi)分 布較均 勻 。本次 R T K測量 ， 使用的儀器為阿什泰克 Z —MA X雙頻接 受機 ， 基 準站 設 置在 測 區(qū)偏 中部 的點位 ， 周 圍視 野開闊， 截止高度角超過 1 5 。 ； 周 圍無信號反射物( 大面 積水域 、 大型建筑物等) ， 且周圍沒有微波塔 、 通信塔等 大型電

8、磁發(fā)射源?；鶞收旧蟽x器架設嚴格對中、 整平 ；嚴格量取天線高， 量取 2 次 ； 天線上定 向指北線指向大 致北 方 向 。流動站采用三腳架將天線設置在對點器上 ， 控制點 上嚴格對中、 整平。在本項工程中， 我們對 4 O 個圖根控 制觀測數(shù)據(jù)進行獨立兩次觀測， G P S 信號固定后 ， 觀測 時問大于 1 5 s ， 采用不 同的時間段 ( 相隔 3 d ) ， 不同的基 準站 ( 分別是 G P O 2 、 G P O S )

9、進行兩次獨立觀測 ； 手薄 內(nèi)精度指 標 預設 為 點位 中誤 差 土 1 5 m m， 高 程 中誤 差 ±2 0 mm； 觀 測 中 ， 取 平 面和 高程 中誤 差均 小于 ± 1 0 mm 時進行數(shù)據(jù)記錄。這 4 O個圖根點通過兩次觀測值， 取 得兩套三維坐標 ， 我們對兩套坐標值進行差值 比較， 結 果 如表 l 所示 。通 過表 1可 以看 出 ， TG 0 1 2點 兩 次觀 測 的平 面 和 高程值差

10、較偏大 ， 其它點兩次觀測的較差均較小 ， 平面 坐標較差最大為 土3 ． 6 c m， 最小值為 0 ． 2 c m； 高程坐標 * 收稿 日期 ： 2 0 1 0 - 0 6 — 0 1第一作者簡介： 王子凡 ( 1 9 6 0 一 ) ， 男 ( 漢族) ， 遼寧康平人 ， 工程師， 現(xiàn)從事礦 山地質測量技術及管理工作 。2 0 1 1 年第 1 期 西部探礦工程 1 8 39 O ． 6 0 ×1 O 一 ， 礦體

11、走 向 6 0 。 ( ±) ， 傾 向南東 ， 傾 角5 5 。 ～ 7 0 。 ， 礦 體 厚 度 變 化 系 數(shù) 8 4 ． 3 5， 品 位 變 化 系 數(shù) 8 2 ． O O。6 號礦 體 ： 為主要 礦體 之 一， 礦體 長 1 0 0 m， 延 深 7 0 m， 礦體水 平厚度 0 ． 8 9 ～3 ． 6 8 m。礦 體產(chǎn) 狀 ： 走 向4 O 。 ～ 6 0 。 ， 傾 向北 西， 傾 角 5 5 。 ～ 6

12、 O 。 。金 平 均 品位 5 ． 5 6× 1 O 一 。 。3 ． 2 礦 石礦物 組成 金屬礦物： 主要為黃鐵礦 ， 其次有黃銅礦 、 方鉛礦 、閃鋅礦， 微量 自 然金、 銀金礦 ； 氧化礦物見褐鐵礦 、 孔雀 石等 。脈石礦物 ： 主要為石英 、 方解石 、 綠泥石。3 ． 3 礦 石結構 、 構造 礦石 結構 ： 自形 一半 自形 粒狀 變 晶、 它形粒 狀變 晶 、交代溶蝕、 交代殘余、 假象 、 乳滴狀、 碎

13、裂等結構 。礦石構造： 星點狀、 浸染狀、 條 帶狀 、 網(wǎng)脈狀 、 斑雜 狀 、 角礫狀 等 。3 ． 4 礦物 共生組 合關 系 主要有 以下 四種類型 ：( 1 ) 含 金黃鐵 礦 、 方鉛 礦 、 黃銅礦 、 石英 脈型 礦石 ；( 2 ) 條帶狀、 浸染狀含金黃鐵礦 ， 偶見方鉛礦、 黃銅 礦蝕變大理巖型礦石；( 3 ) 團塊狀含金黃鐵礦石英脈型礦石 ；( 4 ) 角礫 狀 、 斑 雜狀含 金黃 鐵礦蝕 變巖 型礦石 。3 ．

14、 5 礦石化 學成 分 礦石為含硫化物礦石 ， 化學成分中有用組分為金 ，伴生有益組分為銅 、 鉛、 鋅 、 銀 ， 其含量很低。有用組 分金 主要賦存 在 黃鐵礦 和石英 中 ， 其賦存 狀 態(tài)可分為裂隙金、 粒 間金和包裹金三種 ， 以易解離 的黃 鐵礦裂 隙金 、 粒 間金 為 主 ， 占 8 6 ． 6， 包裹 金 很少 ， 特 別 是石英 中的包裹金更少 ， 只占 0 ． 9 69 ／ 6 。偶見 自 然金。3 ． 6 圍巖

15、蝕變 礦體圍巖蝕變發(fā)育 ， 主要有硅化、 黃鐵礦化、 碳酸鹽 化、 綠泥石化等。金礦化強弱與蝕變的強弱呈正相關 。4 找礦 前 景分析 根據(jù)礦體賦存地質特征 ， 即礦體 賦存一定地層層 位 ， 并受北東向壓扭性斷裂所控制 ， 說 明礦體圍巖為礦 源層， 為金礦體的形成提供 了金礦物質的來源 ； 北東 向壓扭性構造 的形成， 為金礦物質的沉淀提供 了賦存空 間， 在成熟 的物化環(huán)境條件下 ， 形成金礦體 。從 區(qū)域構 造活動的形跡看， 礦

16、 區(qū)的位置處于老嶺復式背斜北西 翼 ， 受老 嶺構造 活動 的影響 ， 礦 區(qū)北 東 向壓扭 性構 造 ， 也 同時經(jīng)歷多期次 、 繼承性構造活動。早期區(qū)域性的變質 作用 ， 促使 了地層中金 元素活化 、 遷移 ； 后期 的構造活 動 ， 不僅使地層產(chǎn)生了褶皺構造， 斷裂構造的形成( 特別 是北東向壓扭性斷裂) ， 為金礦的沉淀， 提供了富集環(huán)境 和賦 存場所 。該區(qū)金礦體的地質特征及賦存規(guī)律十分突出。一 定的地層層位和北東向壓扭性斷

17、裂構造 ， 是控礦的主要 地質因素。礦 區(qū)控礦構造的延深， 傾角發(fā)生變化的部 位 ， 特別是控礦構造 多期次活動 ， 產(chǎn) 生的復合、 疊加部 位 ， 更是金礦體的富集部位 。因此， 該礦 區(qū)深部具備有 尋找金富集程度較高的金礦體 。( 上接第 1 8 0頁)R T K數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物如高大山體 、 高大 建筑物和各種高頻信號源的干擾 ， 在傳輸過程中衰減嚴 重。在地形起伏高差較大的山區(qū)和城鎮(zhèn)密樓區(qū)數(shù)據(jù)鏈 傳輸信 號受到 限制 。另

18、外 ， 當 RT K 作 業(yè)半 徑 超 過一 定 距離 ( 一 般為幾 公里 ， 每 種 機型 在 不 同 的環(huán) 境 又各 不 相 同) 時 ， 測量結果誤差超限 ， 所以 R T K的實際作業(yè)有效 半徑 比其標稱半 徑要 小很 多 。5 ． 4 初 始化 能力和 所需 時 間問題 在山區(qū)、 一般林 區(qū)、 城鎮(zhèn)密樓區(qū)等地作業(yè) 時， G P S衛(wèi)星 信 號 被 阻擋 機 會 較 多 ， 容 易造 成 失 鎖 ， 采 用 R TK作業(yè)時有時

19、需要經(jīng)常重新初始化 。這樣測量的精度和 效率都 受影 響 。5 ． 5 高程精度 問題 R T K作業(yè)模式要求 高程 的轉換必須精確 ， 但在高 差較大 的測 區(qū) ， 高程精 度較低 ， 高 程 的精 度也不 均勻 。5 ． 6 測 量成 果的可 靠性 問題 R T K測量成果的可靠性不及全站儀 ， 特別是成果 的穩(wěn)定性方面， 這是 由于 R T K較容易受衛(wèi)星狀況 、 天 氣狀況 、 數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響。綜上 所述 ， R TK在 實

20、 際 測量 過程 中有 很 多 優(yōu) 秀 的 方 面 ， 同時也有 些缺 陷 ， 只有 了解 了它 的優(yōu) 劣所在 ， 才 能 避其劣 ， 發(fā)揮其優(yōu)勢 ， 廣泛應用到實際生產(chǎn)工程中。參考文獻 ：[ 1 ] 徐紹銓． G P S 測量原理及應用 [ M] ． 武漢 ： 武漢測繪科技 大 學 出版 社 ， 1 9 9 8 ．E 2 3 武漢測繪 科技大 學測量 平差教研 室． 測量平差 基礎 [ M] ．測繪 出版社 ， 1 9 9 6 ．[