地球物理勘探對GPSRTK技術(shù)的應(yīng)用

摘要：GPS全球定位系統(tǒng)屬于無線電衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它的運行必須要借助衛(wèi)星來完成，它的功能強大，能夠覆蓋世界每個角落，可以全天候執(zhí)勤，能夠進行即時的定位和導(dǎo)航，與此同時，還兼具強大的抗干擾性能和保密性，可以生成精準的坐標(biāo)定位、速度大小和對應(yīng)的時間。RTK技術(shù)即實時載波相位差分技術(shù)，它是處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法，優(yōu)勢在于可以花費更少的時間，精度等級更高，不需要現(xiàn)場定位等。文章主要研究了GPS測量RTK技術(shù)在物探測量應(yīng)用環(huán)節(jié)中基準站的相關(guān)情況，包括其本身的搭建、流動站的工程進展、系統(tǒng)之間的坐標(biāo)變換、相關(guān)參數(shù)的獲取等，同時對其中的關(guān)鍵點進行了剖析。

關(guān)鍵詞：物探測量；RTK技術(shù)；基準站；流動站

RTK（Real-Time Kinematic） 實時差分技術(shù)對于GPS 而言是一次重大的技術(shù)升級，相較于以往的GPS技術(shù)，其在測繪領(lǐng)域使用較多，并且現(xiàn)場反應(yīng)極為良好，這是測繪技術(shù)的一場革命，在資源勘探領(lǐng)域更是發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。

要知道，高水平的GPS測量必須要以載波相位觀測值作為基礎(chǔ)，而文中的RTK 定位技術(shù)就是建立在其基礎(chǔ)上的即時動態(tài)定位技術(shù)，它可以快速的、精準的測定目標(biāo)位置的定位數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示精度等級已經(jīng)到達了厘米級。在系統(tǒng)中，基準站的作用就是借助數(shù)據(jù)鏈將測量值與測站信息一同傳輸給流動站。后者不但可以在這個渠道上采集基準站的信息，并且還要接收GPS檢測信息，與此同時還會同步進行差分觀測值的數(shù)據(jù)處理。流動站的狀態(tài)是不定的，既可以是流動的，也可以是靜態(tài)的。它的作業(yè)流程一般是先初始化，再動態(tài)處理，其在動態(tài)條件下啟動也是被允許的，還可以同時進行整周模糊度的解析。相關(guān)機制表明只要有四顆以上的相位觀測值的監(jiān)測，再加上一些關(guān)鍵的幾何圖形，那么流動站給出數(shù)據(jù)精度就能夠達到厘米級。RTK實時動態(tài)GPS定位技術(shù)應(yīng)用必然能夠顯著減小外勤作業(yè)的時間，帶來作業(yè)效率上的優(yōu)化，同時考慮到流動站能夠直接掌控定位情況，檢測后不達標(biāo)再重新測定的問題就能夠避免，在精度上也能夠符合地震勘探技術(shù)在測量上的規(guī)定，在某種程度上促進了物探行業(yè)的發(fā)展，引發(fā)了一次技術(shù)革命。

一、物探測量概述

物探測量主要運用于地震勘探領(lǐng)域，根據(jù)當(dāng)時的實際情況，將物理點放置在指定位置，繪制布點圖，帶來精準的測定結(jié)果。在具體實施上，物探測量會參照預(yù)定坐標(biāo)，在精度范圍內(nèi)，于現(xiàn)場進行點位標(biāo)志，同時要給出該位置的坐標(biāo)信息。要知道，物探測量在所有的地震勘探流程中居于首位，相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)現(xiàn)場情況，借助先進技術(shù)，認真的落實好測繪任務(wù)，進而確保地震生產(chǎn)目標(biāo)的順利達成。

RTK測量系統(tǒng)主要有兩大板塊，也就是基準站和流動站，前者在條件允許的情況下能夠兼有多個流動站，對于一些信息不是那么好的區(qū)域還可以搭建中繼站，基準站能夠捕獲到衛(wèi)星信號，然后再向外傳遞。流動站不僅能夠收到衛(wèi)星信號，還能采集到基準站的信息，由此完成三維坐標(biāo)的解析。

二、參考站的布設(shè)問題

參考站最大的價值就是為測量設(shè)定基準，之后將處理結(jié)果歸于已有的測量控制網(wǎng)點，故而，它的位置也必須要在已有控制點處。在一個地震勘探工區(qū)的層面上來看，參考站的位置必須要固定，搭建也要便捷，對于信號而言，最關(guān)鍵的還是其上方必須要廣闊，要保證信號不被遮擋和干擾，因為上述不利因素一旦出現(xiàn)，流動站的施工勢必會收到影響。具體而言，就是在進行參考站的選址時，要盡可能的不建在高壓電站、飛機場等處。考慮到參考站的信息都是直線傳遞的，故而，在設(shè)計傳播距離和搭建高度時，必須要將地球曲率考慮在內(nèi)，所以在搭建時，天線基本都是往高處放，其與流動站之間要盡可能廣闊，這樣信號才能是最好的。值得注意的是，參考站天線要和GPS的分開，不要相互影響。在實際施工時，施工區(qū)域一般都是很大的，在設(shè)計參考站分布時，如果不能符合RTK施工的要求，那么就要加密控制點。在進行控制點的分布設(shè)計時，不但要考慮到測線的布置情況，還要兼顧控制網(wǎng)圖形的樣子，最后要考慮的就是交叉測線共用控制點難題。有時候在特定的情況下，還需要多層加密，在這個過程中資料的關(guān)聯(lián)問題是工作的重點。因為在二維地震勘探測量中參考站架設(shè)位置會多次變更，因此就會帶來數(shù)據(jù)信息上的變化，也就是說相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測工作必須要列為重點，進而保證參考站數(shù)據(jù)的精準度。除此之外，全新參考點在設(shè)定之后，依舊需要借助流動站檢測參考站搭建的是否標(biāo)準。并且在兩個區(qū)域交界處，為了保證數(shù)據(jù)銜接良好，必須要增設(shè)一部分控制點。

三、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題

在進行物探測量時，對于物理點檢驗使用的是國家北京54坐標(biāo)，故而，這就需要RTK運轉(zhuǎn)時，流動站能夠即時捕獲平面坐標(biāo)。嚴格來說，GPS得到的是WGS-84坐標(biāo)，但是RTK流動站不能識別此種格式，其需要轉(zhuǎn)化為北京54坐標(biāo)，這個過程在流動站內(nèi)部完成。使用RTK作業(yè)的時候，主要有兩種方式采集物理點坐標(biāo)。

1.就當(dāng)前來看，已經(jīng)有一些單位嘗試在參考站上直接鍵入北京54坐標(biāo)，同時還會輸入該點的海拔值。這樣做的好處是能夠去掉坐標(biāo)基準轉(zhuǎn)換這個過程，這種模式最大的好處就是比較便捷，但是不足之處就是不夠嚴謹，這里的誤差變得比較大。

2.在以往的模式中，都是在參考站鍵入WGS-84坐標(biāo)，具體做法是：第一步，將GPS加密控制網(wǎng)點與相應(yīng)數(shù)目的北京54坐標(biāo)已有點相匹配，使用一定方式解析系統(tǒng)間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。然后將加密的北京54坐標(biāo)，通過該參數(shù)轉(zhuǎn)為WGS-84坐標(biāo)，最后一步就是在參考站鍵入得到的WGS-84 坐標(biāo)，流動站則鍵入轉(zhuǎn)換參數(shù)，如此一來，既能夠在流動站獲得各點北京54坐標(biāo)，還能夠完成坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換。

四、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)問題

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)在GPS測量中扮演著重要的角色，其為WGS-84坐標(biāo)向其他坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的根據(jù)。假設(shè)在施工地域已經(jīng)布置了GPS測量控制網(wǎng)，那么就可以在有關(guān)單位直接得到相關(guān)點坐標(biāo)和轉(zhuǎn)換參數(shù)。但是假如該區(qū)域要自己布置GPS控制網(wǎng)，那么其平差時應(yīng)在WGS-84坐標(biāo)系內(nèi)進行。它的起算點的選取也是比較有講究的，選取的點位最好在控制網(wǎng)中點，精度等級要盡量高，監(jiān)測時間也要足夠長。由于轉(zhuǎn)換參數(shù)是極為重要的，故而為了確保它的精準度，在進行計算時必須要使用檢測合格的軟件。還有一點值得注意，那就是使用不一樣的RTK設(shè)備，所得到的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型是有差異的。

五、結(jié)論

綜上所述，使用RTK技術(shù)從事物探測量作業(yè)時，如果想得到精度等級比較高的物探測量結(jié)果，進而優(yōu)化工作效率，除了解決好上文提及的問題之外，必須要考慮到衛(wèi)星狀態(tài)分布的PODP值會對RTK的精度等級帶來一定程度的影響，該值越大，這種影響就越強烈，更有甚者會導(dǎo)致RTK功能的直接癱瘓。為了確保RTK數(shù)據(jù)信息的可信度，檢核是極為關(guān)鍵的一個手段，如果RTK 測量受到制約，致使不能正常工作時，就需要使用傳統(tǒng)處理方式了。不管是測量工作的實用性，抑或是時效性，RTK 技術(shù)在物探測量中都具有天然的優(yōu)勢，可以看得出來，在物探測量中使用GPS-RTK 技術(shù)是有很大的潛力的。伴隨著RTK 技術(shù)體系的不斷健全，它在物探測量中的價值體現(xiàn)將會越來越大。

參考文獻：

[1]張春毅，李亞平，張超.地球物理勘探對GPSRTK技術(shù)的應(yīng)用[J]. 中國科技博覽，2014（24）：396-396.

[2]何建平.GPS-RTK技術(shù)在石油物探測量工作中的應(yīng)用研究[J]. 工程技術(shù)：文摘版：00359-00359.

[3]李劍.GPS-RTK技術(shù)在城市石油物探測量中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準與質(zhì)量，2012，32（3）：127-127.

作者簡介：魏小海，2000年7月22，男，漢族，籍貫：四川省眉山市.