浅谈GPS-RTK技术在某煤田地震勘探中的应用
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。
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