摘要：GPSRTK技术改变了传统的测量模式，能够实时完成厘米级定位精度和不通视情况下远距离测量坐标，且没有累积误差，测量精度高；其工作模式简单，需要较少的测量人员，定位速度快，操作简便，综合效益高等特点。地质矿产勘查测量是进行地质矿产建设的前提，其测量精度的高低、工作效率的快慢等均对后续的矿产勘查工作带来影响。传统的测绘技术，外业工作量极大，效率较低，且精度有时不能得到满足；鉴于GPS-RTK技术在各方面的优越性，其在地质矿产勘查测量工作中得到了广泛的应用，主要表现在矿区控制点加密、地形测量、地质剖面测量、钻孔、探槽等地质工程点的放样与定测以及地质填图等。
关键词：GPS-RTK工程点测量动态定位测量精度
一、求定测区坐标转换参数
地质矿产勘查测量是在测区地方独立坐标系上进行的，这就存在WGS-84坐标和测区地方独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出测区当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。根据测区已知控制点成果来源情况，求定测区转换参数可分为以下2种情况。
（1）测区控制点坐标是GPS静态相对定位测量完成的，并且坐标成果既有测区独立坐标系的坐标，又有静态GPS作业控制网无约束平差时精确求得的WGS-84坐标，就可以利用多个控制点的2种不同坐标成果求解转换参数。
（2）只知道测区地方独立坐标系的坐标成果，没有与控制点相对应的WGS-84坐标成果，这种情况下可在工程项目中临时求得转换参数。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS-84坐标，然后流动站联测2个以上的测区地方独立坐标系下的控制点，同样是利用多个控制点的2种不同坐标求解坐标系转换参数。
为提高转换参数的可靠性，最好选用3个以上的控制点在两种不同坐标系中的坐标数据来求解，这样可通过多种点的匹配方案，检验转换参数的正确性及精度。
二、GPS-RTK在矿区控制点加密及工程点的测量
１.在矿区控制点加密测量中的应用
GPS-RTK控制点加密测量时，仪器直接记录控制点的平面坐标和高程值，然后查看解算后每个控制点的水平残差和垂直残差，当平面和高程中误差均小于±1.0cm时，便可进行记录，一般用时在20s左右即可满足中误差要求。实践证明，利用GPSRTK进行控制测量，观测值中误差和平均值中误差均可以满足《地质矿产勘查测量规范》中最弱点的点位中误差小于等于±5.0cm的要求，说明采用GPSRTK技术在矿区进行控制测量是可行的。
利用GPSRTK技术进行控制测量，能够实时确定定位精度，当点位精度满足要求时，测量人员即可停止观测，极大地提高了工作效率。
２．对矿区工程点、勘探线剖面的测量
利用GPS-RTK定位技术同样可改进传统的工程点的联测方法，减少野外工作时间，从而达到提高工作效率和提高勘测区工程点位布设精度的目的。测量技术人员利用GPS-RTK布设工程点的程序如下：第一步，在地质勘探工程区首级控制网的基础上，合理确定矿区工程点的地理分布；第二步，将设计工程点坐标输入到GPS接收机上；第三步，利用GPS-RTK的放样功能把工程点布设到实地。GPS的静态测量、后差分测量都无此功能，无法布设工程点，而且GPS-RTK技术可提高勘测区工程点位的布设精度。在E级GPS控制点上校正后，利用华测RTK动态测量，对工作区内已有的工程（已完工的钻孔，探槽浅井等）进行测量，依据测区范围实际作业情况，按照RTK操作的测量技术标准及国家的行业规范施测。利用单基站GPS-RTK(实时动态差分定位技术)，通过流动站与基准站二者之间的数据链，组成差分观测值进行实时处理，测得各工程点的坐标。
地质钻孔基本上都要设立在勘探线上，为此需要作勘探线剖面测量。要能为勘探设计、工程布设、储量计算和综合研究提供准确的基础资料，勘探线剖面测量应严格按规范要求及矿区设计要求去完成。传统的勘探线剖面测量最少是由4个（前测手、后测手、记录者、量坡角产状）地质工作人员一起拿罗盘、测绳才能完成布设剖面的测量。而用RTK测量就可以省去测绳和用罗盘量坡角，由一个测量人员和一个地质人员由起始点按剖面设计方向定线，沿给定的方向线上测定剖面测站点、剖面点（包括工程位置点、地质点、地物点、地貌变换点）以及剖控点。地质人员只记录清楚点号和对岩体分界线的描述就可以，这样既准确又有效率。等外业结束后，在室内算出所需要的坡角、平距、高差就可以做出剖面的地形线来。由此可见完全可以由两个人利用GPS-RTK的放样功能就可以完成勘探线剖面测量。
下表是我院承担的内蒙古额济纳旗金巴山铜矿详查项目，其中用RTK实测部分勘探线剖面数据及剖面地形线：
实测地层剖面记录表
３.在矿区地形测量中的应用
在地质矿产勘查详查阶段，要使用大比例尺地形图，但地质矿产勘查区域往往都是高山地区，地形尤其复杂，若用常规测量仪器实测，不仅要先布设图根点，且要求在通视条件下测量碎部点。这就造成作业难度增加，作业时间延长。而利用GPSRTK技术可以很好的解决以上问题，其测定点位时不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测量工作，作业效率成倍提高。测图时，仅需一人背着仪器在要测的碎部点上呆上一、二秒钟并同时输入特征编码，通过电子手簿或便携微机记录，在点位精度合乎要求的情况下，把一个区域内的地形地物点位测定后回到室内或在野外，由专业测图软件即可输出所要求的地形图。
由于经济的快速发展，矿区地表变化快，控制点破坏率极高，测量人员需要进行大量的地形图补测和修测工作。另外，矿区储量管理和开采监督、矿区资源环境整治、矿区规划建设等也都离不了大量新的矿区地形信息。利用GPSRTK技术很好的解决了不做控制又能实时采集野外数据的问题，方便了内业地形图的及时补测与修测，确保矿区地图信息的实时性。
实践经验证明，GPSRTK测量技术在地质矿产勘查地形测量中有巨大优越性，改变了传统测量模式，给测量手段带来了重大的技术变革，极大地方便了地质矿产勘查测量人员的日常工作，节省了人力，缩短了成图的周期。
三、GPSRTK定位精度分析
GPSRTK技术之所以能够在地质矿产勘查测量中得到广泛应用，其高精度高效率是主要原因，能完全满足《地质矿产勘查测量规范》中的精度要求。以甘肃省礼县永坪竹林坡金矿勘查区为例说明，该矿区地势起伏很大，天空开阔，整个矿区植被茂密，相对高差在100m,对GPSRTK作业有影响。该矿区首级控制测量采用静态GPS模式并联测2个甘肃省测绘局做的D级GPS点和一个国家Ⅱ等点，经平差后得到12个E级GPS控制点成果，然后利用静态解算得到的7参数，利用GPSRTK实测了12个E级GPS控制点，下表将静态后结算测坐标与RTK实测坐标进行了比较。（部分数据）
控制点坐标较差表
通过上表可以看出，其点位平面误差基本控制在±2.0cm以内，高程误差在±3.0cm左右，由此可见，GPSRTK技术具有较高的定位精度。不足的是，对于GPSRTK成果的检验，目前还没有统一的检验方法和精度标准。但实践证明GPSRTK测量完全可以替代控制测量中的图根控制测量，且能较好地满足地质矿产勘查测量。
四、结论
在科学技术飞速发展的今天，GPSRTK技术给测绘工作带来了飞跃性的变化，它改变了传统的测量模式，实时完成厘米级精度定位和不通视情况下的远距离三维坐标量测，具有需要测量人员少、速度快、精度高等特点，极大地提高了工作效率。但它也存在一定的不足，如不能满足更高精度的要求，易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况等影响，稳定性较差，在精度和稳定性方面均不及全站仪。在地质矿产勘查测量中它的这种依赖于有足够的卫星数和稳健的数据链等外界条件的作业方式显得尤为突出，有时会出现无法正常作业的情况。这就需要不断完善GPSRTK技术，寻求先进的作业方式。随着CORS参考站的建立以及GPRS和CDMA技术的应用，GPSRTK技术将不断成熟，必将更好的服务于地质矿产勘查测量。
参考文献：
[1]李征航，黄劲松．GPS测量与数据处理[M]．武汉：武汉大学出版社，2005．
[2]郭达志．矿山测量[c]．第七届全国矿山测量学术会议论文集．2007.ll.
[3]张云，张建林．内蒙古额济纳旗金巴山铜矿详查报告．宁夏：核工业地质勘查院，2013．
[4]吴文杰，徐科，李渊．甘肃省礼县永坪竹林坡金矿详查．宁夏：核工业地质勘查院，2014．
论文作者:田桔红
论文发表刊物:《科技中国》2017年12期
论文发表时间:2018/5/2
标签：测量论文; 坐标论文; 矿区论文; 剖面论文; 精度论文; 作业论文; 工程论文; 《科技中国》2017年12期论文;