祝云龍　鄧彩　李文彬

[摘要]隨著經(jīng)濟社會發(fā)展的腳步不斷加快，我國的礦產(chǎn)資源也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，地質(zhì)勘探行業(yè)以及地質(zhì)勘探市場的不斷發(fā)展，也在一定程度上對地質(zhì)調(diào)查測繪工作提出了更為嚴格的要求。當前，在地質(zhì)勘查中采用GPS測量方法在提高測量總效率上發(fā)揮著巨大作用。基于此，本文主要對地質(zhì)勘查中GPS技術(shù)的應(yīng)用進行了探討。

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)勘查 GPS技術(shù) 應(yīng)用

[中圖分類號] P5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-157-2

地質(zhì)勘測人員在進行實際的地質(zhì)工作中，要嚴格把控關(guān)于勘探的定位、測量與地形圖的實際測繪工作。由于控制量相對比較密集，因而如果光線較為充足的話，我們可以選擇常規(guī)方式像交會法、三維坐標法進行測量。在對地質(zhì)的不同階段進行實地測量時，測控點的數(shù)量與實現(xiàn)條件都會直接或間接地對野外測量的實際結(jié)果造成一定的干擾，但如果可經(jīng)測控點的數(shù)量過少亦或是光線過暗的話也會給實際測量工作帶來嚴重的阻礙與影響，因此，要想增強測量工作的準確性與實效性，進行合理的人員調(diào)動與最大限度地發(fā)揮測量儀器的實際作用是其中最為重要的舉措。

1 GPS系統(tǒng)簡介

1.1 GPS技術(shù)的概念

GPS也就是全球定位系統(tǒng)的英文縮寫。GPS測量技術(shù)因為其具有準確、快速且高效等優(yōu)點而在地質(zhì)勘探中發(fā)揮著巨大作用，比如它可為地質(zhì)勘探提供點、線、面相結(jié)合的精確三維坐標信息圖。全球定位系統(tǒng)的組成成分有三個：空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站、用戶設(shè)備。全球定位系統(tǒng)工作的原理是通過衛(wèi)星定位連續(xù)不斷地向系統(tǒng)發(fā)送自身的星歷參數(shù)與時間信息，用戶接收到這些信息后經(jīng)過細致的計算，算出接收機的三維位置、三維方向、運動速度以及時間信息等。全球定位系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：一是精確度高；二是效率高；三是功能多樣化；四是可操作性強等。它的成功應(yīng)用一方面可以使地質(zhì)勘探具有一定的靈活性，在很大程度上降低了地質(zhì)勘探的人力、資金的花費，另一方面也不同程度的強化了我國地質(zhì)勘探事業(yè)的進一步發(fā)展。

1.2 GPS技術(shù)的特點

（1）它不需要通過GPS測量站之間進行測量，因為兩站中間沒有任何障礙物，在實際測量中只需要確定一點就能實現(xiàn)選點工作的便捷性與靈活性。（2）GPS技術(shù)的準確性遠遠高于傳統(tǒng)的測量方式。（3）觀察時間短。近幾年來隨著GPS測量技術(shù)的深入發(fā)展，GPS在靜態(tài)測量時每個站僅僅只需20分鐘，而對于動態(tài)定位測量，則只需要幾秒鐘。（4）GPS技術(shù)可實現(xiàn)三維坐標的測量部位，并且具有較高的精準性，同時還提供三維坐標在一定條件下具有高度的精度，目前，GPS水準可達到第四級的測量的標準要求。（5）GPS測量儀器可操作性強。隨著GPS接收器的自動化水平越來越高，觀察員只需要簡單地設(shè)置引導(dǎo)參數(shù)，接收器就能完成自動化地觀察并做好準確記錄。（6）全天候作業(yè)。GPS觀測可在一天24小時內(nèi)的任何時間進行功能多、范圍廣的勘測，完全不受陰雨天氣、黑夜等氣候的影響。

2 GPS技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用優(yōu)勢

GPS可以應(yīng)用于規(guī)模較小的地質(zhì)測繪中，也可以進行小規(guī)模的地球物理與地球化學(xué)的分銷網(wǎng)絡(luò)。主要代表儀器有：小博士、GPS探險家。對于手持GPS坐標系統(tǒng)，它的參數(shù)要求必須為其設(shè)置單獨的調(diào)查區(qū)域局部坐標系統(tǒng)參數(shù)。要想最有效的確保手持GPS坐標系統(tǒng)的精確化，在每天作業(yè)前要選擇與一個固定點的坐標進行準確校正。GPS技術(shù)可實現(xiàn)三維坐標的測量部位，并且具有較高的精準性，同時還提供三維坐標在一定條件下具有高度的精度，目前，GPS水準可達到第四級實物測量標準要求。

3地質(zhì)勘查中GPS技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1地質(zhì)勘查中利用GPS技術(shù)進行野外數(shù)據(jù)的采集

（1）籌備階段。PROMARK-X型接收機是GPS接收機中的一類，其在使用前必須進行初始化處理，初始化結(jié)束后可在300英里范圍內(nèi)進行移動，這時不必進行初始化就可以正常測量。因為其實際的初始化已在所選取的當前坐標格式中已完成，那么這種型號的GPS接收機的有關(guān)缺省坐標系統(tǒng)就是Lon/Lat。初始化結(jié)束后，相關(guān)負責人員還要建構(gòu)自定義相關(guān)坐標系統(tǒng)。這種相關(guān)系統(tǒng)可以達到與Lon/Lat坐標進行自由轉(zhuǎn)換的目的。在使用GPS技術(shù)進行地質(zhì)勘查中一般需要具備至少兩臺以上的GPS接收機，一臺被用作基站，另一臺主要作為流動站。不管是當作基站的接收機還是流動站的GPS接收機在接受相關(guān)信號都要在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后方可進行，這樣才能對數(shù)據(jù)做細致的分析，并準確獲得毫米或者厘米級的相關(guān)測量坐標。因而，地質(zhì)勘探人員在進行野外作業(yè)之前，必須對即將使用的每一臺GPS接收機進行系統(tǒng)全面的自定義坐標系統(tǒng)與初始化設(shè)置，以實現(xiàn)同步的目的。（2）野外基站位置的選取。一般情況下，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的工作區(qū)大都處于山區(qū)、密林等地方，條件比較艱苦。因而在選擇野外基站時，我們必須找到通視條件良好，方便進行衛(wèi)星信號采集的區(qū)域，通常對山頂以及相對開闊的地段要求比較高，而且對基站實際位置的相關(guān)控制點有著嚴格的標準，要具有一定的精確度。精度值要求的越高，其差分值的實際精度要求也會愈加嚴格。當前，進行高精度結(jié)算的主要依托點在于對移動站所進行記錄的原始數(shù)據(jù)和基準站所進行的記錄的一些原始坐標數(shù)據(jù)。而且關(guān)于這兩組數(shù)據(jù)也有明確的要求，即都要來自于同一個記錄時間點，如果不一致的話很可能對高精度的相關(guān)解算造成一定的影響。因而在進行野外采集數(shù)據(jù)工作時，無論是動態(tài)測量亦或是靜態(tài)測量，建立基站是必不可少的中心環(huán)節(jié)。（3）野外流動站數(shù)據(jù)搜集工作。對PROMARK-X型的 GPS在進行高精度的數(shù)據(jù)位置采集時，其流動站的數(shù)據(jù)采集在進行差分之后，其實際的處理結(jié)果的精度好壞直接關(guān)系著其衛(wèi)星高度角、可視衛(wèi)星實際數(shù)目、衛(wèi)星的相關(guān)幾何分布以及基線的情況。進行數(shù)據(jù)搜集的時候，必須具有充足的衛(wèi)星信號才可以進行采集，而且其觀測相關(guān)數(shù)據(jù)的具體事件要距離其基站有一定的距離，并且距離不同，其所需要數(shù)據(jù)采集時間也是有差異的。如果距離基站在1000 m以內(nèi) ，進行數(shù)據(jù)采集則大約 15 min以上；如果距離其基站在5000 m以內(nèi)，則數(shù)據(jù)采集需要30 min以上；當距離其基站在10 km以內(nèi)，進行數(shù)據(jù)采集需要45 min以上。當距離基站再遠的話，就不能準確的測量其精確度，此種方法也不適用。

3.2地質(zhì)勘查中對GPS觀測的數(shù)據(jù)進行處理

對觀測數(shù)據(jù)的相關(guān)差分處理指的是首先將GPS在野外所采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，運用最佳的方式來進行差分，然后將其規(guī)劃到橢球面中，最后將其投影至所篩選的平面上，以取得相關(guān)觀測點。這一項工作要能順利實施需要下載采集數(shù)據(jù)以及差分數(shù)據(jù)進行解算。相關(guān)數(shù)據(jù)的差分結(jié)算作為整個相關(guān)工作的中心階段，因而在解算的任一環(huán)節(jié)存在問題都會影響整個工作的順利開展。所以地質(zhì)勘查人員在進行結(jié)算的時候，應(yīng)該仔細認真，高度重視，將各項相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)都要進行正確的輸入，并且其控制點的相關(guān)坐標保留在小數(shù)點后的四位，從而確保差分之后的精確度。MSTR系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理的過程可分為以下幾步：第一，先正常運行MSTR系統(tǒng)，繼而再選取文件菜單，添加新任務(wù)并設(shè)置新任務(wù)的名稱，完成之后點擊確定。第二，選擇差分計算實際界面之后再選擇基站，并進行添加相關(guān)基站文件。第三，選擇橢球投影的相關(guān)設(shè)置窗口，并將其設(shè)置在2D，接下來選取其投影的實際類型記作TM，在選擇中央經(jīng)線上選取為測區(qū)的相關(guān)中央經(jīng)線，亦或是選取東偏500000.00。第四，要注意在選擇Userdefined之后在選取橢球參數(shù)的相關(guān)設(shè)置界面，并在里面選取橢球的相關(guān)長半軸為6378245之后點擊確定。第五，點擊Configuration之后選擇控制點，并且輸入坐標、點名以及高程。第六，返回Configuration的相關(guān)界面后選取厘米解，完成后點擊Computer，最后求得其實際的結(jié)算結(jié)果。

4結(jié)束語

總之，在地質(zhì)勘測中使用GPS技術(shù)具有重要的作用，并且已成為地質(zhì)勘探的主要技術(shù)手段。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用前景也變得越來越廣泛，相關(guān)部門對此也高度重視。在GPS技術(shù)中，因為其具有精準性、測量時間短、效率高而且可以進行全天候的測量等優(yōu)點，使其在地質(zhì)勘查的每個階段都能滿足相關(guān)的技術(shù)要求，一方面可以節(jié)省工程勘查的人力與物力，另一方面還可以最大限度的提高工程勘探的實效性。此外，還能不斷挖掘地質(zhì)勘探人員自身潛力的發(fā)展，有效促進地質(zhì)勘查事業(yè)的大力發(fā)展。所以，在地質(zhì)勘探中，使用GPS技術(shù)進行高等級控制網(wǎng)的測量，是實現(xiàn)地質(zhì)勘探工作高效率完成的根本保證，也是實現(xiàn)其在地質(zhì)勘探領(lǐng)域進一步得到廣泛應(yīng)用的有效保證。

參考文獻

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