全站仪与 GPS-RTK在地质工程中的应用

全站仪与 GPS-RTK在地质工程中的应用

廖庆成

中国建筑材料工业地质勘查中心广西总队 广西桂林 541002

摘要：社会在不断地发展，科学技术的发展也十分迅猛，大批的先进器材及设备被地质勘查测绘广泛应用，极大程度地提高了地质勘查的工作效率。特别是GPS-RTK技术的发展，使得现代勘查的精度与效率都得到了明显的提升。GPS-RTK 技术是GPS技术的一个全新突破，其效率高、精度高，具有性能好、全天候等明显的优点，极大程度地弥补了常规测绘技术中时间、空间的限制，大大地提升了地质勘查测绘的质量与效率，对现代地质勘察测绘领域的发展有着十分重要的意义。

关键词：全站仪；GPS-RTK；地质工程；应用

中图分类号： P228 文献标识码：A

1GPS-RTK技术的工作流程分析

1. 1. RTK系统的组成

RTK主要由基准站、流动站、数据链三大部分组成。（1）基准站：基准站通常位于已知点，GPS 接收机通过基架精确定位，接收机通过无线数据链路或GSM电话连续采集数据并实时发送到流动站。（2）流动站：流动站 GPS 接收器位于测量杆的顶部，接收天线严格高于点位置，用户界面主要是电子手册。观察者可以看到 RTK 系统的状态，比如卫星数、固定模糊度值、坐标质量等，其内置的专业软件可以解决、设置、观察、放样和保存参数以及存储坐标和其他设置。（3）数据链：数据链路包括天线、电缆、调制解调器、无线电、移动通信等综合设备，超高频无线电信号传输可在一般 10km 范围内使用。成熟的网络数据传输技术可以大大提高数据传输距离。用户可以通过移动卡接入互联网进行数据传输，特别适用于城市和山区等一些无线电信号容易被阻断的复杂地区。

1. 2. GPS-RTK技术的工作流程

GPS-RTK 技术在工作过程中需要完成三个步骤：一是采集环境信息及基础数据；二是确定坐标变换参数，GPS-RTK技术采用的是WGS84坐标系，一般在野外勘探中使用的测绘数据是北京80或西安54，因此不同方式采用的数据需要坐标参数转换，否则无法进行相关的地图叠加；三是设置接种点，为了计算坐标系转换参数，这种站需要较好的地理位置，我们可以将它们放置在视野更好的精确位置，或者是交通便利、地势高的地方。

2 GPS-RTK的优势

2.1 综合效率高

利用GPS-RTK技术，一个人可以在4km内一次完成地质勘查和测绘工作，可以在几秒钟内计算出一个点的坐标，大大提高了运营效率，也在很大程度上降低了人力资源成本。

2.2 计算精确度高

传统测绘方法的实时性较差，一般来说，需要在后期进行计算和处理，以提高精度。而利用GPS-RTK技术，可实时获取厘米级精度数据，直接提升了数据的精确度与可靠性。

2.3对作业的环境要求低

RTK技术主要是利用电磁波，因此不需要光穿通视，只需要电磁波通视。传统的测绘技术要求将光学综合作为一种条件，对自然条件如气候、视觉条件、气象条件、地形等都有着很大的影响。

2.4 功能完善并强大

RTK 操作具有高度的集成度和自动化程度，它可以实现各种测绘工作。由于采用了现代计算机控制系统，可以自动完成测绘任务，与此同时还可以减少由于人工操作造成的误差，大大提高了测绘工作的效率及质量。

2.5 全天候作业

随着我国科学技术的发展，GPS 卫星数量不断增加，并且分布均匀，能够在地球中任何位置进行同步观测。一般情况下，同步观至少有 4 颗卫星，这在较大程度上确保了全天候、连续实时导航与定位的需求。在使用 GPS 进行观测的过程中，能够在全天连续不断地进行观测工作。在此过程中，不受天气因素的影响，比如，刮风、阴雨天等。除此之外，因该项技术使用了伪码扩频技术，因此，在使用过程中，具有较好的保密性以及抗干扰性。

2.6 实现资源的动态测量

GPS-RTK 技术可以通过遥感系统长期监测地质资源，这样可以更加方便、准确地对地质资源进行动态的调查，相关人员也可以通过后台的数据实时的观察到资源的变化情况，及时地对资源进行保护及管理。

3全站仪与GPS-RTK在地质工程中的应用

3.1GPS、RTK 技术应用于地质环境的污染调查

随着社会经济的快速发展，环境污染的程度逐渐加深。为保障人类赖以生存的家园，促进社会可持续发展，相关部门就需要做好环境污染调查工作，了解环境污染区域、环境的污染程度，进而构建科学的解决策略。通过应用 GPS、RTK 技术，不仅可以提高环境污染调查数据的传送效率，而且可以保障环境污染调查数据的精准性。某家硝化纤维厂位置处于石灰岩地区，该硝化纤维厂在生产运转的过程中向周围排放了污水，很大程度上破坏了地质环境。为检查石灰岩地区的硝化纤维的含量，相关人员应用了 GPS、RTK 技术开展了地质环境的污染调查工作。通过应用技术搜集了很多的数据之后，采用惠更斯－基尔霍夫叠加法开展了计算工作。从本次调查中，了解到了深度为 10m 的地质环境信息，进而为构建环境保护工作提供了可靠的依据。由此可见，GPS、RTK 技术对保护周围的环境具有重要的意义。

3.2地形测量

GPS-RTK 技术也可用于某一地区的地形测量，对于传统的测绘工作来说，大比例尺地形测量是一项非常困难的工程。地形的高度和坡度都将影响测量的精度，同时，人工测量方法也会直接降低工程效率，增加测量成本。在GPS-RTK技术的应用中，只要满足无线电信号传输的要求，就可以对地形数据进行测量和采集。当测区起伏或坡度变化对测量精度影响较大时，工程师便可以把其他测量仪与GPS-RTK结合起来，科学有效的提升测量的精确度。

3.3GPS-RTK 技术在测量中的有效应用

随着社会的发展，工程项目也开始变的越来越多，因此测量工作也日益渐增，对于工程而言，它的测量过程是非常重要的一个环节，随着科技的进步，现如今的测量技术也改善了许多，GPS-RTK 技术的推出就让整个工程项目的精准度提升了不少，使用这种技术的方式其实很简单，主要是要借助一些专业的机器设备和卫星系统相连接，然后通过数据的传输得出结论，就拿施工放样来说，他的使用方法也相当多，在很多方面它的实用性非常的强，结合 GPS-RTK 技术，把放样的出口点作为主要的测试目标进行放样，通过对检测目标反复多次的移动就可以得出它的测量数据，其实这一点和映射的情况非常类似，工作人员可以在之后进行操作的过程中查看比较。另外，在测量的过程中对于能见度的要求比较高，所以不仅仅需要一些专业的观察员，同时还需要一些运行脚本，采用RTK 放样技术时，在结合一些室内的专业软件进行处理，在每一个线坐标上进行标记编辑，或者是对放样点进行编辑，最终在传送到 GPS 手册上，这对于之后再室外操作也是可以实施的。再施工测量的过程中，操作人员需要通过 GPS-RTK 技术结合现场的情况去判断，等到完成放样后，和天线位置相结合的坐标是可以实时计算得出的，然后再和放样点坐标进行对比，这两者之间对比出来的结果就是他们之间的实际差值，然后可以通过手写的界面，用文字结合图片的方式进行展示，在某种程度上，这样的方式完全可以保证测量的精准度。使用 GPS-RTK 技术进行测量可以大大提高检测的工作效率，并且降低工人们的劳动强度。

结束语

本文根据动态 GPS RTK 测量技术的优势，将其应用于地质测量作业中，实现了对地质勘查工作测量作业效率的进一步提高。在后续的研究中还将对动态 GPS RTK 测量技术进行更多的了解，从而将其应用于更多的地质勘查工作当中，提高测量作业的效益及准确性，保证地质勘查工作的可持续发展。

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