矿山地质勘察测绘中GPS-RTK 测绘技术的运用探讨

胡绪昌，李实成

（1.江西省地质矿产勘查开发局物化探大队，江西 南昌 330000；2.江西省瑞华国土勘测规划工程有限公司，江西 南昌 330000）

矿山地质勘察测绘是一项基于地球科学、自然科学理论知识，对地质结构、矿产资源等展开地质研究的活动，工作领域广泛，随着现代化测绘技术不断发展，矿山地质勘察测绘工作质量及效率得以提升[1]。

1 GPS-RTK测绘技术概述

载波相位动态实时差分技术（Real-time kinematic,RTK）是一种新的卫星定位测量方法，可实时处理两个测量站载波相位观测差，设备运行过程中，基准站所采集的载波相位可传输至用户接收机，进行求差解算坐标，可在野外实时获取厘米级精度的定位数据，是GPS应用史中里程碑式的跨越，显著提升了测绘作业效率。

GPS-RTK 技术系统的结构组成如下：①卫星信号系统。这是GPS-RTK 技术的基础系统，具体包括基准站、流动站及GPS 接收设备等，为了让基准站、流动站获得相同的采样速度，可在基准站上配置双频GPS 接收机；②数据传输系统。数据传输系统由GPS 基准站上的数据发送装置和GPS 流动站上的数据接收装置组成，是支持RTK 测量的基础性装置；③软件解算系统。软件结算系统是提升RTK 测绘精度的关键性设备，甚至能够消除失误或误差[2]。

2 GPS-RTK测绘技术的优劣势分析

2.1 优势

2.1.1 作业效率高

GPS-RTK 技术在地质勘察测绘中，作业效率较高，独自一人即可完成对测绘系统的控制，单次作业可实现直径4km 区域的勘察，无需重复测量，而且只需布设个位数控制点即可实现全区域观测，这项技术的整体劳动强度较低，在一般电磁环境下运行速度较快，无需频繁搬运观测设备，在工作量较小的情况下，总体测绘成本较低，节约了大量人力物力资源。

2.1.2 数据精度高

GPS-RTK 技术勘察测绘精度高，在同等的作业环境下，在控制点的观测范围内，应用这项技术，水平精度和高程观测结果可达到厘米级标准，相较于传统测绘技术，所花费的人力、财力及时间较少。

2.1.3 对测绘环境要求低

传统测绘技术对于现场环境有着一定的要求，而GPSRTK 勘察测绘技术则不一样，对于光学视线的需求较低，只需要观测点与被观测区域光条件达到“电磁通视”状态，优势明显，GPS-RTK 不会受到外界天气条件、季节因素、光线情况、能见度等因素影响，能够适应大部分野外测绘环境。

2.1.4 使用方便

GPS-RTK 勘察测绘技术应用前，无需进行大量的准备工作，按照规范简单设置观测点、总基站即可，使用方便，而且单次测量结果，与传统测绘多次观测的结果基本一致。而且，GPS-RTK 技术设备能够迅速、有效地连接其他测量仪器、计算机等，操作简便。

2.2 劣势

2.2.1 卫星状况限制

GPS-RTK 技术的自动化程度较高，人为测绘作业量少，不过由于需要依靠卫星信号进行测绘，对于卫星信号的依赖度较高，目前部分地区尚无GPS 信号覆盖，或者卫星信号不稳定，限制了GPS-RTK 技术的应用，而且如若卫星信号不稳定，会影响到观测结果的准确性和精确度。此外，基准站的选取存在一定要求，宜选择地势偏高、周围无大面积水域、无高大密集树林或建筑群的地方，否则会由于物理遮蔽，影响到观测情况。

2.2.2 抗干扰能力弱

虽然说，GPS-RTK 技术对于测绘环境要求低，不易受外界环境的干扰，但是会受到天空条件的限制，如若电离层干扰较强、共享卫星数量较少，GPS-RTK 测绘初始化时间较长，数据准确性、精确度较低[3]。而且，GPS 信号易受到强磁场干扰，所以观测区域内不得有强磁场，信号线、电源线不可卷起，以免形成涡流产生人工磁场，干扰GPS 信号。

2.2.3 数据传输限制

GPS-RTK 勘察测绘技术应用中，以无线电通讯的方式，实现观测点到基站的数据传输，如若数据传输过程中，受到高大建筑或磁场干扰，信号传递出现偏差，容易出现数据无法准确传输、数据丢失的情况。而且，在无线电信号传输时，采用的是短波形式，电磁波信号随着距离延长，会逐步衰减，如若GPS-RTK 测绘作业半径过长，会影响到定位精度。

3 矿山地质勘察测绘中GPS-RTK测绘技术的运用分析

3.1 基准站的架设

图1 基于GPS-RTK 测绘技术的基准站、移动站设置示意图

在应用GPS-RTK 测绘技术进行矿山地质勘察测绘时，首先，需要在合适的位置架设基准站，一般来说，会选择一个视野开阔的位置，确保基准站附近没有大功率发射源、高压输电线路等会产生强磁场的设施，以防干扰到观测信号。安装好GPS 接收机之后，即可设置基准站和移动站，操作时二者的运行参数应该保持一致。如图1 所示，为基于GPSRTK 测绘技术的基准站、移动站设置示意图。

3.2 野外数据采集

在应用GPS-RTK 测绘技术采集野外数据时，需要用到GPS 的静态采集和动态采集功能，所谓静态采集，是指让站点保持相对静止状态，接收GPS 卫星信号，获取目标点的三维坐标，确保数据采集的连续性，保持这一状态直至数据采集完毕，所谓动态采集，是指利用GPS 确定目标物的坐标点，再进行放样工作。

3.3 放样测量

在矿山地质勘察测绘工作中，可采用钻探、槽探、勘探网等方式，布设工程点，进行放样测量。矿山测绘工作大多是在地形复杂、险峻、交通不便的山区，测绘面积广，采用传统测绘技术，难以有效开展测绘工作，且无法保障观测结果的精准度，而利用GPS-RTK 测绘技术，能够有效简化测绘工作流程，突破测绘环境限制，能够更精确地布设工程点，准备好钻探、物探等工具设备，再进行测绘工作，保障数据精确度，提升作业效率[4]。

3.4 地形测量

应用GPS-RTK 测绘技术对地形进行测量，与全站仪类似，具有作业时间短的优点。在数字化测图过程中，应用GPS-RTK 测绘技术，无需频繁更换站点，无需定向通视，这在某种程度上，降低了转站过程中引起的观测误差，而且，可设置多个流动站，同时进行测绘工作，极大程度提升测绘效率，保障观测结果的准确性。

4 结语

综上所述，GPS 技术借助空中卫星来获取地标物的精准三维定位数据，具有定位精度高、观测时间短、自动化水平高、全球全天候观测的优势，随着这项技术的发展，载波相位动态实时差分技术（RTK）得以研发应用，可进一步提升了测绘数据的精确度和准确性，推动矿山地质勘察测绘工作质量的再度提升[5]。在具体测绘工作中，测绘人员应合理应用GPS-RTK 测绘技术，明确其优势和限制条件，制定科学测绘方案，确保所获取数据的精确度。