论水工环地质勘察中GPS RTK的技术应用

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　　摘要：随着科技水平的提高，提高水工环地质勘察工作效率中对高技术手段的应用有着重要的意义。本文对水工环地质进行了简要的概述，并针对水工环GPS RTK的技术应用进行了重点分析。
　　关键词：水工环；地质勘察；GPS-RTK；技术应用；
　　1.水工环地质的概述
　　水工环地质调查和研究与人类的生存有着密切的关系，特别是在全球环境变化和被社会经济环境可持续发展的推崇的大背景之下，各国都将其引入更广阔的空间。伴随着不断变化和发展的全球经济、资源、环境，各国对地质调查工作的方向和部署都进行了调整，相对的，发生巨大变化的还有水工环地质调查研究的内容。水文地质、工程地质、环境地质的界限在传统意义上被打破，现在发展的趋势就是对水工环一体化的研究，它的服务领域越来越广泛，信息量大、功能多样的态势不断出现，环境地质学日益突显其重要性。
　　2.水工环地质的应用范围
　　在改革开放以后，人类对于自身行为要促使其进行反思，终于认识到，只有协调人和自然的关系，共荣共存才能实现。水工环地质工作新要求的提出，是要对可持续的发展的科学发展观进行全面协调。随着不断加快的全球城市化进程，城市建设和规划中的地质调查评价工作也逐渐成为了一项重要的工作。当前，逐渐形成水工环地质研究的重要领域之一就是其中的城市环境污染防治和监测、土地利用规划、工程地质灾害调查和风险评价、垃圾填埋地质调查等。
　　3.GPS RTK的基本原理
　　3.1 GPS的基本原理
　　从地面把无线电信号发射台搬到卫星上，针对一个卫星导航定位系统进行组成，对无线电测距交会原理进行有效的应用，就可以对卫星的位置用3个以上的地面未知点进行交会，相反的，对于地面未知点的位置，就可以利用3颗以上卫星的已知空间位置进行交会，这就是GPS卫星定位的基本原理。实时动态测量的基本工作方法是，安置1台GPS接收机在基准站，连续观测所有课件的GPS卫星，并且通过无线电传输设备把它的观测数据对用户的观测展进行实时地发送。在观测站上，GPS卫星信号在被GPS接受机接收的同时，对接收基准站的观测数据和转换参数通过无线电接收设备进行传输，然后把GPS原理相对定位作为依据，对相对基准站的基线向量进行及时的解算，对基准站的WGS―84坐标进行解算；再通过预设的WGS―84坐标系和地方坐标系的转换参数，对用户需要的三维坐标及精度进行实时地计算并且进行显示。
　　3.2 RTK的基本原理
　　实时动态(RTK) 测量系统，是GPS 测量技术与数据传输技术的结合，是GPS 测量技术中的一个新突破。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术，RTK测量系统一般由以下三部分组成：GPS 接收设备、数据传输设备、软件系统。其基本思想是： 在基准站上设置1 台GPS 接收机，对所有可见GPS 卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS 接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间，因此可以提高生产效率。
　　4应用实例
　　GPS RTK技术经过多年的发展，已经证明了具有多方面的用途。这些应用包括在水文地质方面可以用于浅部地下环境调查；在工程地质勘察方面可用于调查地下埋藏物、隧道、岩溶等方面等。
　　区域水文地质调查
　　某一特定地层雷达反射图像特征的产生平均的总和就是我们所定义的雷达相图，指的是雷达剖面资料上肉眼可见的反射波的组合形式的不同。雷达资料观测中，对雷达响应并产生特征效应的就是地质体的构造和结构特征造成的影响。雷达相图元素就是这些特征效应的名称。从1990年以来，荷兰TNO应用地学研究所在荷兰30多个适合于GPS调查试验的点上作了测量，用于评价GPS对不同水文地质目标成像和描述目标特征的可能性。
　　5. GPS RTK技术在水工环地质勘察中的优点
　　5.1作业效率高，在普通的地形地势下，高质量的RTK设站对5km半径的测区进行测量只需要一次，和传统测量相比，其所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数大大减少，操作只需要一个人，1.2s是每个放样点仅需要停留的时间，在这个时间内就可以完成作业。
　　5.2满足定位精度，只要满足所有对RTK的基本工作条件，就不存在偏差，在一定的作业半径范围内（一般为５ｋｍ），RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，且不存在误差积累。
　　5.3全天候作业，RTK技术不要求两点间满足光学通视，只需要对 “电磁波通视和对空通视的要求”进行满足，所以和传统测量相比，受阻因素比较少的RTK技术作业，作业几乎是可以进行全天候的。
　　5.4 RTK作业自动化、集成化程度高，对于各种测绘外业RTK都可以胜任。高效手持操作手簿要在流动站中尽心配备，多种测绘功能在内置专业软件中都可以自动实现，对人为误差也可以有所减少，对作业精度也有了保证。
　　6. 结束语
　　GPS RTK技术已为测量界普遍地接受，并得到越来越广泛的应用，在水工环地质中对GPS RTK技术的采用，已经得到了很好验证，可以一步到位外业的测量，节省了很多不必要的中间环节，对外业工作量进行最大限度地减少，从而缩短整个测量工期，提高工作效率。同时，简化外业工序和迅速完成也可以使所有的后续专业工序更快的完成。
　　
　　
　　参考文献：
　　【1】付丽莉.浅析水工环地质勘察中的技术应用[J].华章2010，（11）.
　　【2】温俊涛.GPS RTK在水环地质调查中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊）2009，（01）.
　　【3】刘玉芳.GPS RTK在土地调查中的应用[J].黄金科学技术2009，（04）.
　　
　　

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