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1、1 基本工作原理GPS RTK(Real Time Kinematic)tJ量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS实时动态测量定位系统。RTK系统采用差分法降低了载波相位测量改正后的残余误差及接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响，测量精度达到厘米级。实时动态测量的基本工作方法是，在基准站上安置1台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续的观测，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(流动站)。在流动站上，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和转换参数，然后根据GPS相对定位的原理，即时解算出相对基准站的基线向量，
2、解算出基准站的WGS一84坐标；再通过预设的wGS一84坐标系与地方坐标系的转换参数，实时地计算并显示出用户需要的三维坐标及精度。2 仪器设备的发展2.1 国外的主要进展90年代后，GPS仪器又有了一些新发展。相继推出了多态雷达系统、层析雷达系统。三维雷达技术具有明显提高解决浅层地质问题的能力，但却因耗时费力得不到普遍的应用。为此，Frank Lehman等研制出空自动的组合地质雷达激光经纬仪系统。利用该系统，一人可在2h内完成25m25m范围的三维数据采集。三个方向上的定位精度为士2.5cm。数据处理、成图可在lh内完成，比传统方法的效率提高510倍。2.2 国内的进展 90年代我国引进了一
3、批地质雷达仪器并将它 用于工程和灾害地质调查。近年来，国内地质雷达仪器的研制也取得了较大的进展煤炭科学院西安分院物探所研制成功了适用于矿山防爆要求的DVL防爆型矿井雷达系列。原电子工业部第二十二研究所相继研究成功了LT一1，2，3型GPS。航天工业总公司爱迪尔国际探测技末公司推出了商品化的撂地雷达系列产品。国内外生产的多种类型的GPS仪器，一般都具有较好的性能，可供不同探测目标选用。3 数据采集与处理3.1 90年代初，GPS资料由单点采集过渡到连续采集。使GPS 技术的应用向前迈进了一大步。3.2 地震资料处理的方式基本适用于GPS资料的处理。为了更好地将石油地震的先连技术；进到GPS 领域
4、，一些公司之间开展了合作。比如，1990年后SSI公司与地震图像软件公司(SISL)达成协议，SSI公司按地震资料输出格式设计Pulse EKKO GPS系统， 将SISL公司开发的地震资料处理软件用于GPS资料的处理。这些软件包括各类滤波、反褶积及资料显示等。3.3 据SSI公司1998年底披露，该公司即将发行改进软件一EKKO 三维2型软件。采用2型三维软件，用户可以在方便的条件下试验下述不同软件的组台处理，以便提高数据的立体特征。该三维软件包括去频率颤动、噪声滤波、背景清除、包络线和偏移。3.4 透射法取得的资料必须经过处理才能显示成解释所需的资料。SSI公司于1997年开发出可用于将G
5、PS透射资料变换成可用于解释图像的软件。实施步骤包括：原始资料编辑和归类、采集波至、利用美国矿业局的地震层析软件对资料进行层析成像处理，绘制速度、衰减及波傲图件以及图像处理等。3.5 针对当前GPS技术的应用研究中，只侧重探测能力试验和数字模拟研究而对GPS 资料解释研究不够的现状，雷林源提出了与GPS资料解释工作有关的基本理论和方法以及一些基本问题的求解。提出的基本问题包括电磁波在地层中传播的波阻抗；地层分界面上电磁波场强的反射与透射系数；地层中电磁波速度和反射波的相位以及GPS 探测深度等。4 应用实例GPS技术经过多年的发展，证明具有多方面的用途。国内刊物对一些普通的应用已给予了较多的介
6、绍。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。4.1 调查地质环境污染4.1.1 一座建立在石灰岩地区的硝化纤维厂， 由于污水的泄漏导致硝化纤维对地质环境的污染，为了探测地表至潜水面(约6am)岩溶结构可能捕获的硝化纤维，在18个30米深和7个50m深的钻孔中作了井中雷达探测。对收集到的资料作常规处理后，采用惠更斯一基尔霍夫(HK)叠加法绘制出三维雷达图。从深度为10m的重建图像上可以看出几个受硝化纤维污染的位置在后来的开挖中， 证示了GPS的探测成果。4.1.2 探测碳氢污染物试验 多年来的野外试验已证明GPS具有调查地质环境
7、污染的能力。国外专家在lm0.4m0.5m 箱体中作了精心的试验，试图再一次验证GPS探测污染的能力，并用相关攒：型说明雷达响应与一些水文参数间的关系。通过试验和GPS数据的处理和解释得出结论：在污染物达到饱和对，利用GPS探不到潜水面；在相邻未受污染区可探到潜水面对，GPS可用于监测潜水面上的污染物；小型实验有助于探测或验证砂质土壤的水文地质参数，如毛细作用水头、污染物羽状流的传播速度；GPS能成功探测石油污染。4.2 南极永冻场地安全检查 在一个南极考查计划利用的场地内，发现地下0.30.5m位置的冰内有一些融水坑(据2000年初中央电视台报道，我国南极科考队也发现了与此相似的冰水湖)。它
8、们将给场地的利用带来负面的影响。为此，利用GPS对场地进行了调查。通过对记录的绕射波结构及其他信息的分析，在3.5m左右深度发现一些有40m长、含分散水的冰层带，但含水量较少。4.3 区域水文地质调查 雷达相图被定义为某一特定地层产生的雷达反射图像特征均总和，指的是雷达剖面资料上内眼可见的反射波的不同组合形式。雷达资料观测中，地质体的构造和结构特征会影响雷达响应并产生特征效应。这些特征效应被称为雷达相图元素。自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。探查成果揭示出荷兰不同沉积环境下雷达
9、相图元素的特征，该相图集对确定地下水文地质层序的位置有益。5 建议与总结采用GPS RTK技术可以使外业测量一步到位，省掉许多不必要的中间环节，最大限度地减少外业工作量，从而使整个测量工期达到最短。同时，外业工序的简化和迅速完成也可以使所有的后续专业工序。整体总结如下：GPS RTK 应用于水下地形测量是一种理想的作业方式，在工程测量中应大力推行。在通视条件较差的地区，应用RTK测量，可以减少测站转点数量，加快测量速度。GPS RTK 的无线电数据链在树木较多地区或高坎下，工作链接质量较差，求得固定解的时间较长，操作人员需要耐心，不能以浮点解替代固定解。RTK（Real - time kine
10、matic 简介RTK技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。 通过RTK技术能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。 RTK技术优点1、 RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作极大减少，减少人为误差，保证了作业精度。 2、降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学
11、通视，只要求满足“电磁波通视”和对天基本通视，因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。 3、定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。不同于全站仪等仪器，全站仪在多次搬站后，都存在误差累积的状况，搬的越多，累积越大，而RTK则没有，只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。 4、作业效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完10km半径左右的测区，大大减少了传
12、统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了测量效率。 5、操作简便、数据处理能力强。南方测绘RTK的基准站无需任何设置，移动站就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。南方测绘灵锐S82-2008、灵锐S86在基准站架设、移动站操作、手簿软件的使用方面都比较简单易学。RTK（Real - time kinematic）实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进
13、行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK综述高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定
14、位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。 关键技术RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。 随着科学技术的不断发展，rtk技术已由传统的1+1或1+2发展到了
15、广域差分系统WADGPS，有些城市建立起CORS系统，这就大大提高了RTK的测量范围，当然在数据传输方面也有了长足的进展，由原先的电台传输发展到现在的GPRS和GSM网络传输，大大提高了数据的传输效率和范围。在仪器方面，现在的仪器不仅精度高而且比传统的RTK更简洁、更容易操作！ RTK技术如何应用1各种控制测量 传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK
16、来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。如果把RTK用于公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量、则不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。 2地形测图 过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测，现在采用RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上一二
