淺談GPS-RTK技術在某煤田地震勘探中的應用
隨著全球定位系統(GPS)技術不斷完善及計算機技術和相應科學的發展,GPS-RTK技術在測繪領域中不斷擴展應用范圍。本文結合實踐經驗,以河北范縣白衣閣煤田地質勘探中的測量工作為例,介紹GPS-RTK技術在地震勘探中的應用。
1 GPS-RTK技術測量原理及應用特點
GPS技術的出現,對測繪界來說無疑是一場技術革命,特別是GPS-RTK技術在測量中的應用,使測量方法發生了質的變化,真正實現了測量的單兵作業,經濟效益相當可觀。
RTK(RealTimeKinematic)技術,即載波相位差分技術,是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法,能夠在野外實時地提供測站點在指定坐標系中三維坐標定點結果,并達到厘米級的精度,所需時間僅僅幾秒鐘。
RTK分為基準站和移動站,在RTK作業模式下,基準站通過無線電,將基準站接收機實時的觀測數據(偽距觀測值、相位觀測值)及已知數據,傳輸給移動站的接收機。移動站通過無線電接收來自基準站的數據,并且采集GPS觀測數據,在系統內組成差分觀測值進行實時處理,通過坐標轉換參數轉換得出移動站每個點的平面坐標X、Y和高程H。其計算方程式為:
Rj0 + λ( Njp0 – Nj0 ) + λ( Njp – Nj ) + φjp – φj0
= [( Xj - Xp )2 + ( Yj – Yp )2 + ( Zj - Zp )2]1/2 + Δdρ
式中,Rj0為衛星到基準站的真正距離,
Njp0表示用戶接收機起始相位模糊度,
Nj0為基準點接收機起始相位模糊度,
Njp為用戶接收機起始歷元至觀測歷元相位整周數,
Nj為基準點接收機起始歷元至觀測歷元相位整周數,
φjp為用戶接收機測量相位的小數部分,
φj0為基準點接收機測量相位的小數部分,
(Xp, Yp, Zp)為經過改正后的移動站坐標,
(Xj, Yj, Zj)為各衛星的地心坐標,
Δdρ為同一觀測歷元各項殘差。
載波相位差分方法分為兩類:一類是修正法,另一類是差分法。所謂修正法,即將基準站的載波相位修正值發送給用戶,改正用戶接受到的載波相位,再求解坐標。所謂差分法即是將基準站采集的載波相位發送給用戶,進行求差解算坐標。可見修正法屬于準RTK,差分法為真正RTK。
2 測區條件與任務
2.1 工程概況
本次煤預查工作區是在2006年度白衣閣煤預查區的基礎上,向北擴至楊莊、南王莊一線,向西擴至白衣閣、齊馬廠一線,擴展后的普查區行政區劃屬于范縣白衣閣鄉、楊集鄉及龍王莊鄉,工區呈不規則形,南北長約15.9千米、東西寬約11.4千米,面積約135.40平方千米,其中新擴面積約90.9平方千米。具體部署圖見圖1。
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