RTK在地质勘查测量中的应用

林运龙

摘 要：RTK测量技术是数据通讯技术的突破性成果，其技术优点十分突出，操作性能强，测量模式和测量速度、精度较之传统技术有了大幅度提升，因此在地质勘察找矿中应用广泛。本文首先介绍RTK的工作模式，然后介绍在地质勘查找矿测量中遇到的问题和解决方式，对RTK技术在地质勘察测量中的应用进行了详细的探讨。

关键词：RTK；CORS-RTK；地质勘查；测量技术

1. 概述

地质找矿多在山区，传统测量在地质找矿中工作量大，人员多，周期长，常常让测量工作者苦不堪言。随着科技的发展RTK技术应运而生，以其作业效率高速度快而众所周知。目前RTK测量技术已经被大量引用到地址勘查工作中，在可接收GNSS卫星信号的地方实现了全天候作业，而流动站也可以依靠同一基准站信息独立开展勘查工作。此外，RTK技术已经实现高精度测量，其勘测精度可达到厘米。在RTK技术支持下，流动站可以随时提供勘测区域三维空间坐标，检测数据能得到实时检测，极大程度提高了测量效率。

2. RTK在地质勘查找矿测量中的应用

2.1 RTK技术概述

20世纪70年代，美国开始研制全球定位系统，并于1994年全面建成。全球定位系统以高精度、自动化、高效益等优势，在测绘工作中得到广泛应用，其中包括大地测量、工程测量和航空摄影测量等。

RTK技术属于高精度的定位技术，它是通过实时处理两个测点载波差分方式进行测量。RTK技术是建立在基准站与若干移动站设备基础上的，在基准站已知数据基础上，移动站进行改正参数，基准站和移动站同时接收卫星信号得到测量数据，基准站同时又把测量修正参数通过无线数据链传送给移动站，使移动站测量数据得到改正而获得所需要的测量成果，这样移动站就可以实时、方便、快捷地进行各种测量工作。RTK数据处理实际上是基准站和移动站之间的单基线处理过程。

RTK数字化工作主要包含外业数据采集和内业数据处理两大块。外业数据采集一般指的是控制点测量和碎部点测量，碎部点测量主要是先利用RTK进行图根控制点测量，再用全站仪进行碎部点测量，当然，RTK也可以直接用于碎部点测量。内业数据处理一般是通过GPS进行数据处理，RTK数据编辑和整理，以及通过这些数据进行数字化成图处理等。

2.2 RTK的工作模式

RTK（Real - time kinematic）是一种差分GPS数据处理方法。主要构成：基准站，移动站，数据链，控制软件。

RTK测量时，分为CORS工作模式和传统RTK工作模式，前者单移动站就可以作业，但是需要去各个省的CORS中心购买当地CORS账号并且购买一张移动电话卡，后者至少需要两台接收机，一台接收机做基准站，另外一台做移动站。就方便迅捷而言CORS工作模式给我们带来更多的方便，因为测量时不再需要自己架设基准站天天校正，一次校正过后，在同一地区就无需校正了，但是CORS也有其局限性，那就是在某些山区没有移动信号，CORS不能运用，从而只能用传统RTK。

2.3 基于RTK地址勘查测量应用

使用RTK在矿区测量时我们需要使用至少三个基准点去校正当地坐标，从而保证我们在矿区测量中测量点的精确。所以测量的第一步是找到基准点，这就需要我们去省测绘局购买GPS点，购买基准点之后虽然都会有GPS点之记，但就查找而言还是有一定难度，这里我们可以使用Google地球来查找，首先我们要用坐标转换软件把我们所购买的54坐标或者80坐标转换成经纬度坐标，然后打开Google地球，添加地标输入经纬度坐标就好，由于转换会存在一定误差，但是误差不大，在Google地球上我们可以大致看到基准点的位置从而便于我们去寻找，减少我们找基准点的时间。

在选择RTK工作模式的时候，有条件的最好是使用CORS模式，因为只需要调好移动站就可以直接去校正基准点了，完全不用担心自己架设的基准站接收不到电台信号。一般GPS点都在乡镇里，移动信号都较好，完全能满足CORS需要。

点校正过后如果矿区有移动信号，而且信号很强的话，那么就可以直接使用CORS-RTK直接进行测量，放样。一般地质勘查测量包括对探槽，钻孔的测量和放样，1：2000地形图测量。

如果要测量的矿区没有移动信号或者信号很弱无法满足测量要求，那么就必须由CORS-RTK转成传统的RTK进行测量，这个时候就需要用校正过后的CORS-RTK在矿区周围五公里以内尽可能的靠近矿区做控制点，以便于传统RTK架设电台的时候，移动站有信号，好把控制点引入矿区中，方便矿区进行测量。

在矿区架设基准站和电台时选择位置最好是在可以俯视测区山腰或者山顶，这样信号就不会有遮挡，便于矿区测量，如果测区较为平缓架设在居住区房顶也行。

2.4 RTK技术应用注意事项

首先，传统RTK电台连接时要先接天线，避免没天线时发送信号被电台自身吸收导致烧坏。

其次，三个以上控制点“点校正”后有水平参差一般不大于0.015m。四个以上控制点参与垂直“点校正”后有垂直参差一般不大于0.02。

再次，三角点由于年代久远多数已经遭到破坏，选择控制点时最好选择精度高的GPS控制点，从源头上提高测量精度。

最后，避免把电台设置在湖泊和信号塔旁，以免信号收到干扰。

3.RTK技术应用的优势及其局限性

3.1优势

RTK技术在地质勘查中应用时，对点间通视要求低，只需要再待测地点中地物地貌碎部点稍作等待，并在同一时间输入特征编码即可。以实时精准测量碎部点的坐标和点位精度，通过专业软件结构进行各类数据的输出。相对于传统测量来说，RTK技术具有以下优势：

1.人员耗损少；工作效率高；勘查精准；点位精度分布均匀，成本低。RTK技术不需要受限于环境和勘查距离，对地形条件复杂、局部重点工程地区尤其合适。

2.极大提升了勘查的便利性。RTK技术是在GPS基础上与经纬仪相配合工作，实现地质勘查找矿工作的数字化，完善了地质勘查数据网络，节省大量人工。

3.精准的实时性。PTK技术下的地质勘查精准度非常高，能到达厘米级，而且在同一基准站信息基础上，流动站可以实时勘查测点三维坐标，并对现场勘查质量进行检测，GPS误差也不会累积，实现了流动站的独立工作开展。

4.发展前景良好。RTK技术是利用率非常高的测量方法，在数字化测绘应用中必将有新的发展前景和技术创新。RTK技术是测绘技术发展的新突破，包含着巨大的技术发展潜力，以RTK直线放样功能为例，同时对采集间距、地形测量和剖面线进行测量，到达一定里程后，有工程点放样时，在进行工程点放样，这种创新的方式极大的节省了人力、物力。

3.2局限性及其解决措施

第一，信号强度有待提升。地质勘查找矿大多集中在山高林密地区，而这些地区的卫星信号强度比较差，特别是一些V型沟谷，信号接收数量不足，这对动态测量模式工作有很大影响，使用RTK进行勘查时获取固定解也变得异常困难，速度和效率大大降低。此外，当遇到勘查面积大、工程点分布广、点与点之间的距离较远时，RTK无线数据传输势必受到影响，只能通过频繁变动基准站来改善，进而影响工作效率。

RTK测量信号强度的问题一般采用GPS快速今天才良方法或者传统全站仪极坐标来改善。

第二，无差错来源及其改善措施。RTK技术在进行数字测图过程中，会存在一定的卫星星历误差和卫星中误差、多路径效应以及作业误差等。一般通过以下几个举措来改善误差：

（1）电离层的影响。电离层影响一般是由基准站与流动站之间距离江源导致的，或者当卫星高度低于20°时，误差较大，可达到5-10厘米，这勘查过程中应当尽力避免。

（2）多路径效应的影响。这种影响一般是在树林、河流等特殊地貌勘查中产生的，应当通过延长勘查时间来改善。

（3）高程拟合方面的影响。大地水准面模型的精度直接影响着内插值精度。

第三，漏测地形。在部分复杂地形中，比如沟底、善良、山包顶等，通过点与点之间的间距是没有办法进行地形图测量的，因此只能尽力在特殊地貌上通过测点或者用小比例尺地形图为参照，进行勘查。

4.结束语

在当前地址勘查找矿市场运作环境中，随着RTK技术的不断深入运用，勘查找矿精度和工作效率有着大幅度提升。在GPS定位技术发展的背景下，RTK技术的优势将逐渐在地质勘查找矿工作中体现出来，特别是RTK直线放样功能，在地形图测量、地质勘查工程测量中得到越来越广泛地应用。

参考文献

[1] 杨红伟，GPS水准测量应用探讨[J].测绘通报，2010， 3.

[2] 杨润书.高山区高等级公路GPS测高的分段拟合及精度分析[J].测绘通报，2010.4.

[3] 工微微，苏建红，裘露露，等.中国商业地质勘查项目资金合作模式研究[J].中国国土资源经济，2010（11）.