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GPS-RTK技术在地质勘查测量中的应用

[日期:2013-08-26]
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摘要:论文主要介绍了GPS-RTK概述,GPS-RTK技术在地质测量中的运用,GPS-RTK测量精度的控制,最后对GPS-RTK技术在地质测量中的应用进行说明。
    关键词:GPS-RTK;地质;测量

    1 GPS-RTK概述
    GlobalPositioningSystem简称GPS。GPS研制于上世纪的70年代,是由美国陆海空三军联合研制的新一代卫星定位系统,当时的研制目的主要是为三军提供一些导航服务,并在其他的一些军事领域,例如收集情报,应急通讯等应用。在1994年,美国完成了24颗GPS卫星的布设,使得GPS在全球的覆盖率达到了98%。GPS-RTK测量技术是一种在载波相位观测值的基础上而建立的实时动态定位系统。整个系统主要由基准站接收机;移动站接收机;数据链组成。基准站接收机通常是建立在已知坐标的参考点上,如果五已知坐标,可选择地势较高地区,连续接收所有可视GPS卫星信号,并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去,移动站接收机在跟踪gps卫星信号的同时接收来自基准站的数据,通过ot(fonthefly)算法快速求解载波相位整周模糊度,通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。

    2 地质勘查测量概述
    地质勘探通常是指矿产资源普查与勘探。一般分为找矿(初步普查)、普查(详细普查)、详查(初步勘探)与精查(详细勘查)四个阶段。其目的是为了详细查明地下矿产资源。在普查和勘探的各个阶段中都需要进行相应地测量工作,这项工作称为地质勘探工程测量。其主要任务可分为基础测量与工程测量两大部分。基础测量主要是指对整个矿区的控制测量,以及大比例尺地形图的测绘。工程测量主要是指结合普查和勘探所进行的各项设计、测设、定测及各种专题图纸的编绘等。随着测绘技术的发展,尤其是GPS-RTK技术的广泛应用,给地质勘查工作提供了极大的方便吗,给地质勘查中的测量工作带来了质的飞跃。

    3 GPS-RTK技术作业流程
    3.1 准备工作在GPS-RTK野外测量前,应事先对测区进行踏勘,对测区周围的高等级平面控制资料及高程资料进行搜集,并根据收集到的控制点坐标成果进行分析,确定本测区应用的控制点。
     基准站及流动站的参数设置,基准站的数据采样率一般为4~5S,流动站的数据采样率一般为1~2S,截止高度角通常先设定为10°;
     在基准站输入控制点坐标;
     进行地质工程测量前,把流动站仪器设备设置参数和基准站设置保持一致。
    3.2 求定测区转换参数在搜集到的控制点资料中,合理选择控制网中已知的WGS84和1954年北京坐标系以及高程的公共点,求解转换参数,为RTK动态测量做好准备。选择转换参数时要注意以下两个问题:
     要选测区四周及中心的控制点,均匀分布;
     为提高转化精度,最好选3个以上的控制点,利用GPS随机软件求解转换参数。
    3.3 GPS-RTK施测步骤。瑞士徕卡1200型动态GPS系目前国际先进型号,其动态精度可达±5mm+1ppm×D(D为基线长度)。徕卡1200型动态GPS具有最快的卫星跟踪技术、跟踪更低的高度角、消除多路效应、抗干扰,更快的更新率、低时间延迟,特别是使用其特有的Smartcheck(快速检核技术)算法承担并整理SmartTrack(敏捷跟踪)所获得的观测值,给出快速精确的成果,使在树下以及传统无法进行RTK测量的地方几秒内就能完成初始化,实时进行完好性检测。它能够以20Hz的速度提供厘米级的定位成果。可靠性在15Km以内达到99.9%。施测时每点均实地实时整平对中后方测量数据,并存储于徕卡GPS仪器内部,同步绘制草图。后通过读取野外存储数据,计算机展绘,结合野外草图进行室内绘图。

    4 GPS-RTK测量的质量控制
    进行RTK作业的时候,为了保障测量的准确性,应当将基准站设立在地势比较高,并且视野开阔的地方,要适当的通过增加基准站的发射天线高度来保证准确性;利用已经建成的国家高等级GPS点,三角点来作为联测控制点,数量越多越好,并且需要由较强的图形性;测量的时间也是非常重要的,要根据卫星的星历预报,选择适当的时间;要保证每一个测设点的观测时间,并需要的时候适当的延长;要计算好作业半径,在规定范围内进行工作,也可以采用定向天线或者中继站电台扩大范围。

    5 应用前景
    5.1 图根控制测量。GPS-RTK测量所得坐标数据完全可以满足一般图根点控制精度要求,所以在地质勘查工作中,可以运用RTK对矿区实施图根控制点布设。
    5.2 地质工程放样。地质勘查过程中往往需要布设勘探线,并且进行必要的槽探、钻探、物化探等工程,但是矿区往往由于面积较大,地形复杂,山势陡峻等因素严重影响通视情况,运用传统常规测量方法如经纬仪、全站仪测量工作效率较低,而利用GPS-RTK只需要“电磁波通视”的优点,可以让工程放样工作事半功倍。
    5.3 地形测量。地质勘查也需要对矿区进行地形图的测量,采用RTK联合全站仪进行数字化测图,可以极大的提高测量工作效率。
    5.4 剖面测量。利用GPS-RTK的实时动态特点,可以在勘探线的纵横断面上实施剖面测量,并进行土石方的相关计算。

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