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
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。
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。
参考文献
[1]李东辉.GPS-RTK在地质剖面测量中的应用[J].西部探矿工程,2019,31(11):118-121.
[2]李刚.GPS-RTK测量技术在地质勘查中的应用[J].世界有色金属,2019(14):188+190.
[3]沈翠.刍议GPS RTK技术在地质工程测量中的应用[J].信息系统工程,2019(05):97.
[4]梁晶.GPS-RTK测量技术在地质勘查中的应用[J].技术与市场,2019,26(05):126+128.
[5]王子铭.GPS RTK技术在地质工程测量中的运用研究与分析[J].无线互联科技,2019,16(08):131-132.