浅谈GPS-RTK技术在某煤田地震勘探中的应用
2014-02-24 来源:
随着全球定位系统（GPS）技术不断完善及计算机技术和相应科学的发展，GPS-RTK技术在测绘领域中不断扩展应用范围。本文结合实践经验，以河北范县白衣阁煤田地质勘探中的测量工作为例，介绍GPS-RTK技术在地震勘探中的应用。
1 GPS-RTK技术测量原理及应用特点
GPS技术的出现，对测绘界来说无疑是一场技术革命，特别是GPS-RTK技术在测量中的应用，使测量方法发生了质的变化，真正实现了测量的单兵作业，经济效益相当可观。
RTK（RealTimeKinematic）技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，能够在野外实时地提供测站点在指定坐标系中三维坐标定点结果，并达到厘米级的精度，所需时间仅仅几秒钟。
RTK分为基准站和移动站，在RTK作业模式下，基准站通过无线电，将基准站接收机实时的观测数据（伪距观测值、相位观测值）及已知数据，传输给移动站的接收机。移动站通过无线电接收来自基准站的数据，并且采集GPS观测数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，通过坐标转换参数转换得出移动站每个点的平面坐标X、Y和高程H。其计算方程式为：
Rj0 + λ( Njp0 – Nj0 ) + λ( Njp – Nj ) + φjp – φj0
= [( Xj - Xp )2 + ( Yj – Yp )2 + ( Zj - Zp )2]1/2 + Δdρ
式中，Rj0为卫星到基准站的真正距离，
Njp0表示用户接收机起始相位模糊度，
Nj0为基准点接收机起始相位模糊度，
Njp为用户接收机起始历元至观测历元相位整周数，
Nj为基准点接收机起始历元至观测历元相位整周数，
φjp为用户接收机测量相位的小数部分，
φj0为基准点接收机测量相位的小数部分，
（Xp, Yp, Zp）为经过改正后的移动站坐标，
（Xj, Yj, Zj）为各卫星的地心坐标，
Δdρ为同一观测历元各项残差。
载波相位差分方法分为两类：一类是修正法，另一类是差分法。所谓修正法，即将基准站的载波相位修正值发送给用户，改正用户接受到的载波相位，再求解坐标。所谓差分法即是将基准站采集的载波相位发送给用户，进行求差解算坐标。可见修正法属于准RTK，差分法为真正RTK。
2 测区条件与任务
2.1 工程概况
本次煤预查工作区是在2006年度白衣阁煤预查区的基础上，向北扩至杨庄、南王庄一线，向西扩至白衣阁、齐马厂一线，扩展后的普查区行政区划属于范县白衣阁乡、杨集乡及龙王庄乡，工区呈不规则形，南北长约15.9千米、东西宽约11.4千米，面积约135.40平方千米，其中新扩面积约90.9平方千米。具体部署图见图1。
详情见：pan.baidu.com/s/1jGI9lsE
1 GPS-RTK技术测量原理及应用特点
GPS技术的出现，对测绘界来说无疑是一场技术革命，特别是GPS-RTK技术在测量中的应用，使测量方法发生了质的变化，真正实现了测量的单兵作业，经济效益相当可观。
RTK（RealTimeKinematic）技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，能够在野外实时地提供测站点在指定坐标系中三维坐标定点结果，并达到厘米级的精度，所需时间仅仅几秒钟。
RTK分为基准站和移动站，在RTK作业模式下，基准站通过无线电，将基准站接收机实时的观测数据（伪距观测值、相位观测值）及已知数据，传输给移动站的接收机。移动站通过无线电接收来自基准站的数据，并且采集GPS观测数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，通过坐标转换参数转换得出移动站每个点的平面坐标X、Y和高程H。其计算方程式为：
Rj0 + λ( Njp0 – Nj0 ) + λ( Njp – Nj ) + φjp – φj0
= [( Xj - Xp )2 + ( Yj – Yp )2 + ( Zj - Zp )2]1/2 + Δdρ
式中，Rj0为卫星到基准站的真正距离，
Njp0表示用户接收机起始相位模糊度，
Nj0为基准点接收机起始相位模糊度，
Njp为用户接收机起始历元至观测历元相位整周数，
Nj为基准点接收机起始历元至观测历元相位整周数，
φjp为用户接收机测量相位的小数部分，
φj0为基准点接收机测量相位的小数部分，
（Xp, Yp, Zp）为经过改正后的移动站坐标，
（Xj, Yj, Zj）为各卫星的地心坐标，
Δdρ为同一观测历元各项残差。
载波相位差分方法分为两类：一类是修正法，另一类是差分法。所谓修正法，即将基准站的载波相位修正值发送给用户，改正用户接受到的载波相位，再求解坐标。所谓差分法即是将基准站采集的载波相位发送给用户，进行求差解算坐标。可见修正法属于准RTK，差分法为真正RTK。
2 测区条件与任务
2.1 工程概况
本次煤预查工作区是在2006年度白衣阁煤预查区的基础上，向北扩至杨庄、南王庄一线，向西扩至白衣阁、齐马厂一线，扩展后的普查区行政区划属于范县白衣阁乡、杨集乡及龙王庄乡，工区呈不规则形，南北长约15.9千米、东西宽约11.4千米，面积约135.40平方千米，其中新扩面积约90.9平方千米。具体部署图见图1。
详情见：pan.baidu.com/s/1jGI9lsE
