對(duì)地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用研究

王永亮

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 濟(jì)寧 272100）

GPS技術(shù)是由國(guó)外最先研發(fā)的定位技術(shù)，并且目前在太空中已有24顆衛(wèi)星用于實(shí)時(shí)傳輸信號(hào)數(shù)據(jù)，而這就說(shuō)明其信息傳輸能力較為強(qiáng)大。并且，目前已經(jīng)衍生出RTK技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于我國(guó)的地質(zhì)測(cè)繪中。那么這就說(shuō)明地質(zhì)測(cè)繪已深受GPS技術(shù)的影響，使得可以提升地質(zhì)測(cè)繪的測(cè)繪數(shù)據(jù)精度，從而有利于展開地質(zhì)測(cè)繪工作。

1 GPS技術(shù)的闡述

通常，在GPS的地質(zhì)測(cè)繪中，主要依靠于載波相位的方法進(jìn)行測(cè)繪，而RTK技術(shù)主要是偏向于動(dòng)態(tài)定位作用，使得可以提升GPS的定位效能[1]。并且，在這個(gè)過(guò)程中，還可以在電子屏幕上根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)建立起三維模型，使得可以讓測(cè)繪人員精確地找尋測(cè)繪位置，而且最高可以精確值厘米單位。那么，在利用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，一方面可以利用基準(zhǔn)站和測(cè)站之間建立的數(shù)據(jù)聯(lián)系，使得將測(cè)繪所得的數(shù)據(jù)直接傳輸給流動(dòng)站[2]。并且，流動(dòng)站不僅可以收到來(lái)自在于基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，而且可以收集由GPS收集的數(shù)據(jù)，這就說(shuō)明RTK可以提升地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的全面性。同時(shí)，RTK系統(tǒng)還可以利用可精確至厘米單位的差分觀測(cè)值，使得利用GPS進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪的實(shí)效性。

另外，在RTK技術(shù)背景下的GPS測(cè)繪，還可以利用流動(dòng)站的多樣性，可以當(dāng)流動(dòng)站處于靜態(tài)環(huán)境時(shí)，直接切換為動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可以當(dāng)流動(dòng)站處于動(dòng)態(tài)環(huán)境時(shí)，直接進(jìn)行搜索求解。那么，在搜索求解之后就可以處理各個(gè)歷元。同時(shí)可以與傳輸GPS信號(hào)的衛(wèi)星保持實(shí)時(shí)追蹤，就可以利用流動(dòng)站繪制出精確至厘米單位的測(cè)繪信息。

2 GPS在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用流程

（1）外業(yè)數(shù)據(jù)采集。將GPS技術(shù)應(yīng)用在外業(yè)數(shù)據(jù)采集中時(shí)，可以利用儀器獲取地質(zhì)測(cè)繪區(qū)域中的數(shù)據(jù)。首先，將地質(zhì)測(cè)繪區(qū)域中的棱鏡高度數(shù)據(jù)導(dǎo)入進(jìn)GPS系統(tǒng)中，并且保證在過(guò)程中不會(huì)任意修改高度，否則就會(huì)導(dǎo)致最終發(fā)測(cè)繪的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差[3]。其次，在外部環(huán)境中展開數(shù)據(jù)采集時(shí)，如果發(fā)生斷電問題，那么可以等到供電后再進(jìn)行作業(yè)，否則會(huì)導(dǎo)致后期處理外業(yè)數(shù)據(jù)的效率較低。并且，如果在外業(yè)測(cè)繪過(guò)程中存在點(diǎn)位不清晰的情況，同樣會(huì)降低測(cè)繪效率。那么，為了解決該問題，可以額外設(shè)置至少兩臺(tái)的轉(zhuǎn)站，使得有利于調(diào)節(jié)測(cè)繪角度。還有，測(cè)繪人員可以在測(cè)繪的過(guò)程中多采集若干組數(shù)據(jù)，使得在分析時(shí)可以銅鼓對(duì)比選取最為精確的數(shù)據(jù)。

（2）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。所謂內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，主要是相對(duì)于外業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)立的措施，通常是可以采用GPS分析得出的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪數(shù)據(jù)，使得與外業(yè)采集獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，這樣就可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差，使得可以糾正外業(yè)采集所獲得的數(shù)據(jù)，使得避免不必要的測(cè)繪問題。并且，在進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要利用計(jì)算角度閉合差的方式，推測(cè)實(shí)際測(cè)繪所得的閉合差數(shù)據(jù)，如果在兩者數(shù)據(jù)趨于一致的情況下，使得就可以得出站臺(tái)的評(píng)分角度閉合差等數(shù)據(jù)，從而最終計(jì)算出測(cè)繪點(diǎn)中的坐標(biāo)增量。同時(shí)，工作人員還需要利用GPS傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行整理，以便隨時(shí)使用。

（3）多角度測(cè)繪。在該方面的應(yīng)用內(nèi)容，主要是依賴于GPS技術(shù)強(qiáng)大的全方位測(cè)繪功能，使得通過(guò)衛(wèi)星定位作用，通過(guò)若干種角度對(duì)地質(zhì)測(cè)繪點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，使得可以通過(guò)多種測(cè)繪數(shù)據(jù)的對(duì)比下，最終獲得精確度最高的數(shù)據(jù)。另外，在通常情況下，由于實(shí)際測(cè)繪中的測(cè)繪點(diǎn)存在差異，使得僅通過(guò)定位測(cè)繪會(huì)出現(xiàn)偏差，所以可以借用攝影技術(shù)，使得從圖像中可以區(qū)分不同的測(cè)繪點(diǎn)，使得避免該問題。那么，這就說(shuō)明GPS技術(shù)不僅擁有定位功能，而且還具有強(qiáng)大的圖形和攝影功能，使得可以實(shí)時(shí)地描繪測(cè)繪地形情況，從而提升測(cè)繪的全面性。

（4）野外觀測(cè)的應(yīng)用。①注意事項(xiàng)：首先，由于GPS技術(shù)的測(cè)繪需要先進(jìn)行布控，所以就需要考慮其測(cè)量的特殊性，那么可以從以下三個(gè)方面考慮。其一，對(duì)于高程控制點(diǎn)的設(shè)置。在通常情況下，網(wǎng)狀測(cè)區(qū)作業(yè)需要在10乘10的區(qū)域內(nèi)，將至少四個(gè)異常的水平點(diǎn)進(jìn)行控制，并且均勻地安置在測(cè)繪區(qū)域的附近。還有，如果需要獲取高精度時(shí)，這就需要增加水平高程的控制點(diǎn)數(shù)，如果要保證控制質(zhì)量，那么可以將待測(cè)點(diǎn)與水平點(diǎn)進(jìn)行隔離，距離可以保持在1km到5km之內(nèi)。而在現(xiàn)狀測(cè)區(qū)作業(yè)時(shí)，需要注意將3個(gè)以上的控制點(diǎn)均勻地進(jìn)行分布，保持間隔30km就設(shè)置控制點(diǎn)的方法，使得可以在這種作業(yè)情況下的控制質(zhì)量。那么，當(dāng)線狀測(cè)區(qū)超過(guò)正常面積時(shí)，可以在10乘10的區(qū)域內(nèi)將4個(gè)以上的控制點(diǎn)布置在測(cè)區(qū)兩邊位置。其二，對(duì)于平面控制點(diǎn)的設(shè)置。當(dāng)在網(wǎng)型測(cè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，由于控制點(diǎn)處于測(cè)區(qū)之外，所以需要將3個(gè)之上的控制點(diǎn)均勻布置在4個(gè)象限內(nèi)，并且將與測(cè)區(qū)邊緣的距離保持在1km到20km之內(nèi)。

②GPS的擺站：其一，在找尋點(diǎn)位的過(guò)程中，需要讓測(cè)繪人員確認(rèn)是否已去過(guò)測(cè)繪點(diǎn)，如果確認(rèn)已去過(guò)那么就需要按照相應(yīng)的記錄進(jìn)行尋找，主要通過(guò)標(biāo)識(shí)號(hào)碼進(jìn)行查詢，最后無(wú)誤后再將儀器安置在這些測(cè)繪點(diǎn)處。其二，在安置儀器的過(guò)程中，需要注意在定平時(shí)，需要用天線將儀器架上的基座進(jìn)行盤緊、并且，由于每個(gè)人的視力存在差異，而光學(xué)球心儀使得人在對(duì)視時(shí)，會(huì)使得人眼產(chǎn)生不同程度的聚焦效果，那么這就會(huì)影響最后的調(diào)整效果。所以，這就需要及時(shí)將聚焦調(diào)整到最佳位置，使得可以產(chǎn)生像差問題。接著，如果發(fā)現(xiàn)天線盤掛的方向指向北方的情況下，為了可以提升接收數(shù)據(jù)的精度，這就需要利用測(cè)量北、東南、西南方向的天線盤高，并且在之后的接收儀中導(dǎo)入天線高等數(shù)據(jù)，使得可以獲取較為精確的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。其三，在觀測(cè)的過(guò)程中需要隨時(shí)記錄觀測(cè)信息，這樣就會(huì)形成記錄手冊(cè)。而該手冊(cè)既需要記載外業(yè)采集中發(fā)生的錯(cuò)誤信息，又需要記載書寫正確的點(diǎn)名、天線高型號(hào)、序號(hào)記錄、開關(guān)機(jī)時(shí)間等信息。其四，安置GPS裝置的人員，需要注意不能離開GPS儀器的可控范圍，既可以利用接收儀進(jìn)行觀察，又可以從電池電量等方面查看儀器狀態(tài)。并且，工作人員需要注意GPS儀器的安置位置，是否存在定心不問的情況，再加之重新記錄開關(guān)機(jī)的時(shí)間，使得可以確保儀器運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，還要對(duì)觀測(cè)過(guò)程中GPS儀器的剩余電量進(jìn)行記錄，從而避免自動(dòng)關(guān)機(jī)的問題。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS技術(shù)是當(dāng)代地質(zhì)測(cè)繪工程中重要的技術(shù)工具，并且目前應(yīng)用的范圍較為廣泛，既可以在外業(yè)和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集上應(yīng)用，又可以在多角度和野外觀測(cè)上應(yīng)用，尤其是在野外觀測(cè)中，GPS技術(shù)應(yīng)用的項(xiàng)目較多，所以需要注意的步驟也較多，如對(duì)網(wǎng)狀或現(xiàn)狀測(cè)繪區(qū)安置GPS儀器的位置就存在差異等。不過(guò)，隨著科技力量的不斷增強(qiáng)，地質(zhì)測(cè)繪方式也會(huì)隨著GPS技術(shù)的發(fā)展而不斷拓展，使得可以提升我國(guó)企業(yè)的地質(zhì)測(cè)繪能力。