摘要：通過對RTK技術(shù)的工作原理和影響RTK測量精度因素的分析，結(jié)合GPS RTK在地質(zhì)找礦中點位定測、工程點放樣及地形測繪工作實例，指出了RTK技術(shù)在地質(zhì)找礦測量中的優(yōu)勢以及其在實際應(yīng)用中應(yīng)注意的一些問題。

　　關(guān)鍵詞：RTK技術(shù);定位;放樣;地形測量

　　1、引言

　　隨著GPS實時動態(tài)測量技術(shù)(Real Time kinematic.簡稱RTK)的不斷發(fā)展和成熟，其已廣泛應(yīng)用于測繪和各個行業(yè)(如：電力、公路、鐵路勘測設(shè)計和施工放樣;地形測量、土地勘界、地籍測量、房產(chǎn)測繪，地質(zhì)探礦等)。本文通過對RTK技術(shù)的工作原理和影響RTK測量精度因素的分析，結(jié)合工作實例充分展示了RTK技術(shù)在礦區(qū)測量中的優(yōu)越性以及筆者在實際測量中的一些體會，供同行們共同探討。

　　2、RTK工作原理

　　RTK技術(shù)的測量模式要求至少有兩臺同時工作的GPS接收機(jī)(一臺置于基準(zhǔn)站，一臺置于流動站，實際工作中一般用兩臺流動站)，利用載波相位差分技術(shù)實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分。基準(zhǔn)站接收機(jī)通常設(shè)在一個 固定點上(已知點或未知點均可)，通過基準(zhǔn)站系統(tǒng)采集來自可用衛(wèi)星的原始數(shù)據(jù)，由串行端口送往待命的無線電發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)對包裝后的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行廣播，由流動站電臺接收基準(zhǔn)站發(fā)來的包含基準(zhǔn)站接收GPS原始數(shù)據(jù)的信息，電臺將收到的基準(zhǔn)站原始數(shù)據(jù)經(jīng)串口轉(zhuǎn)發(fā)至流動站接收機(jī)。根據(jù)基準(zhǔn)站與流動站的工作原理，作業(yè)人員攜帶流動站系統(tǒng)在測區(qū)可快速準(zhǔn)確地進(jìn)行定位測量、放樣和地形測量等工作。

　　3、影響RTK測量精度的主要因素

　　3.1 基準(zhǔn)站的選擇

　　基準(zhǔn)站的選擇是RTK測量的重要環(huán)節(jié)。要成功實施RTK測量，選擇合適的站點來安置基準(zhǔn)站系統(tǒng)是非常必要的，如果基準(zhǔn)站位置選擇不好，特別是在山高林密的礦區(qū)，流動站無法接收到基準(zhǔn)站電臺的信號，則RTK就不能正常工作。此外，RTK定位測量中，流動站隨著基準(zhǔn)站距離的不斷增大，初始化時間延長，精度將會降低，甚至無法正常工作。

　　3.2 轉(zhuǎn)換參數(shù)

　　GPS RTK測量的坐標(biāo)為WGS-84坐標(biāo)成果，而在實際工作中需要的是1954年北京坐標(biāo)系、或1980西安坐標(biāo)系、亦或地方坐標(biāo)系成果。具體作業(yè)時是在測區(qū)范圍內(nèi)選擇3個以上的控制點，利用RTK直接觀測后求取整個測區(qū)的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換參數(shù)。因此，在RTK測量過程中，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換參數(shù)對RTK測量成果的影響非常明顯，如果基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差較大，則無論觀測的效果多么好，其成果的誤差仍然是很大的。

　　3.3 儀器設(shè)備和人的因素

　　由于RTK測量設(shè)備的不同，儀器性能和抗干擾能力等因素也影響RTK的測量精度。此外，不同的作業(yè)人員的技術(shù)水平、工作經(jīng)驗和處理問題的方式方法也不盡相同，工作中未嚴(yán)格按要求整平對中、未進(jìn)行衛(wèi)星預(yù)報避開不利的觀測時段等，也會對RTK測量精度產(chǎn)生影響。

　　4 、測量實例及RTK技術(shù)特點

　　2010年6月，內(nèi)蒙古地勘六院承接了牙克石市烏奴耳河北岸銀多金屬礦的1：2000地形測繪、鉆孔及槽探定位測量和勘探線放樣工作，考慮到時間和周期以及礦區(qū)的特殊性，應(yīng)用傳統(tǒng)的方法，較難實施，因此決定采用先進(jìn)的GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測量。

　　4.1 礦區(qū)概況

　　牙克石市烏奴耳河北岸銀多金屬礦位于烏奴耳鎮(zhèn)，礦區(qū)內(nèi)山高坡陡、溝深林密，屬于原始森林，工作環(huán)境十分惡劣。本次工作范圍約12平方公里，其地理位置為東經(jīng)：120°53′—120°57′，北緯：48°46′—48°48′。礦區(qū)周圍有國家控制點四個，礦區(qū)首級控制采用E級GPS控制網(wǎng)，共布設(shè)23個埋石點，平面采用1980西安坐標(biāo)系，中央子午線經(jīng)度為120度，3°分帶，高程采用1985國家高程基準(zhǔn)。

　　4.2 Trimble 5700GPS RTK簡介

　　Trimble 5700GPS RTK是美國天寶儀器公司生產(chǎn)的雙頻GPS RTK，其標(biāo)稱精度為平面：(10+1X10-6D)mm,高程：(20+2 X10-6D)mm;初始化時間小于30s;初始化的置信度〈99.9%;跟蹤：24信道L1CA代碼，L1/L2全周期載波，P碼加密期間完全操作，WAAS衛(wèi)星跟蹤;操作溫度：-40°C—+65°C;標(biāo)準(zhǔn)配置全套RTK流動站的重量<4kg。

　　4.3 測量的具體步驟

　　4.3.1 基準(zhǔn)的設(shè)置

　　Trimble5700 GPS RTK基準(zhǔn)站的設(shè)置步驟：

　　1)先在選定作為基準(zhǔn)站的控制點上架設(shè)三腳架，安裝ZephyrGeodetic天線，并將天線連接到GPS接收機(jī)上標(biāo)有“GPS”的端口。

　　2)用專用的電纜連接TRINNARKⅢ電臺和測量控制器手簿到基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)上，接通外部電源。

　　3)啟動測量控制器手簿，在手簿菜單中：啟動基準(zhǔn)站接收機(jī)—新建測量任務(wù)—輸入基準(zhǔn)站名稱—選擇坐標(biāo)系統(tǒng)—選擇天線類型—輸入天線高度—斷開測量控制器手簿。

　　4.3.2 流動站的設(shè)置

　　流動站的設(shè)置與基準(zhǔn)站基本相同，由于流動站的電臺采用內(nèi)置接收電臺，設(shè)置比基準(zhǔn)站簡單。具體步驟為：首先將GPS接收機(jī)置入背包內(nèi)—天線裝在對中桿桿頂—連接GPS接收機(jī)接收天線—連接測量控制器手簿—啟動流動站接收機(jī)—設(shè)置各項參數(shù)并輸入流動站天線高度—輸入校正點和放樣點坐標(biāo)。

　　4.3.3 點校正和轉(zhuǎn)換參數(shù)求取

　　測量人員將流動站對中桿立于確定為測區(qū)求取轉(zhuǎn)換參數(shù)的控制點上精確整平對中，對其余控制點逐一進(jìn)行測量，全部完成后，進(jìn)行點校正，最終求取整個區(qū)域的平面和高程轉(zhuǎn)換參數(shù)。

　　4.3.4 點位測量及放樣

　　1)點位測量：將流動站對中桿置于觀測點上，在手簿中選擇RTK測量---選擇測量點---輸入觀測點名、代碼和天線高，獲得初始化后即可開始觀測，觀測完成后，點擊存儲即可。這對工程點定測和地形碎部點采集是十分便利的。

　　2)放樣：在測量控制器手簿中選擇放樣，選中已輸入手簿中待放樣點點名，即可根據(jù)手簿屏幕的箭頭方向和距離提示進(jìn)行實地點位放樣。

　　4.3.5 點位精度的檢核

　　GPS RTK是靠接收 從地面以上約兩萬公里的衛(wèi)星發(fā)射來的無線電信號，這些信號頻率高、功率低，不易穿透阻擋衛(wèi)星和GPS接收機(jī)之間視線的障礙物，因而采取一定的措施對RTK的測量成果質(zhì)量進(jìn)行控制是必不可少的。該礦區(qū)主要采取以下方法進(jìn)行：

　　1)每天開始測點和放樣前以及收工前對控制點進(jìn)行檢測。

　　2)測量過程中，對測量區(qū)域內(nèi)鄰近的點進(jìn)行測量檢查。

　　3)從不同的基準(zhǔn)站對一定數(shù)量的點進(jìn)行重復(fù)測量檢查。

　　從檢查統(tǒng)計的情況看，平面誤差均小于1.5cm高程誤差最大為3.2cm,說明RTK測量成果是穩(wěn)定可靠的。

　　4.4 RTK技術(shù)特點

　　本次礦區(qū)測量由于采用了先進(jìn)的RTK技術(shù)，縮短了工作周期，減少了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，充分體現(xiàn)了RTK技術(shù)的優(yōu)越性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1)不受外界因素影響，降低了作業(yè)條件要求。GPS RTK技術(shù)不受季節(jié)、氣候和成像等影響，可全天候進(jìn)行野外測量工作;兩點間不要求滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此，和傳統(tǒng)的測量方法相比，RTK技術(shù)受通視、能見度等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測量不易進(jìn)行的復(fù)雜地區(qū)，只要能滿足RTK測量的基本條件，它都能輕松地進(jìn)行快速的測量和放樣。

　　2)測量精度高，誤差相互獨立、不積累、不傳遞。只要能滿足RTK測量的基本要求，在規(guī)定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK測量的精度能達(dá)到厘米級。傳統(tǒng)的作業(yè)方法在進(jìn)行測量和放樣時需要逐級進(jìn)行設(shè)站，造成測量誤差傳遞、積累，采用RTK進(jìn)行測量由于精度比較均勻，因此其誤差相互獨立，不會積累也不存在傳遞。

　　3)集成化、自動化程度高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。由于RTK系統(tǒng)內(nèi)集成了強(qiáng)大的測量和放樣功能，工作十分方便，觀測過程中，星數(shù)、PDOP(點位精度衰減因子)值、模糊固定狀況、點位精度情況等均可在手簿上顯示出來，使用起來較為方便。

　　4)攜帶方便，操作簡單。以Trimble 5700 GPS RTK為例，整套RTK流動站設(shè)備的重量小于4Kg，特別是在通行不便的山區(qū)攜帶更方便，并可以進(jìn)行拆裝，大大降低了勞動強(qiáng)度，這對于施測困難的地區(qū)尤為重要。此外，RTK手簿內(nèi)置中文菜單，測量人員參照使用說明能盡快熟練和掌握。

　　5)節(jié)約人力，縮短周期，工作效率高。RTK流動站測量工作，大多情況下只需1人進(jìn)行操作，而且?guī)酌腌娂纯赏瓿梢粋€點的測量工作，作業(yè)速度快，大大節(jié)省了工作時間和生產(chǎn)費用，提高工作效率。

　　5、結(jié)語

　　總之,RTK測量技術(shù)具有常規(guī)作業(yè)方法無可比擬的優(yōu)越性,在實際作業(yè)過程中也具有很多優(yōu)勢,但RTK測量也存在一定的技術(shù)限制,在樹木高大的密林區(qū)，衛(wèi)星信號被屏蔽，不能解算出固定解，因此只有充分了解RTK測量技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢,用其利，避其害,才能更好地把RTK技術(shù)應(yīng)用到測繪的各個行業(yè)中.