地质勘查中GPS技术的应用

祝云龙　邓彩　李文彬

[摘要]随着经济社会发展的脚步不断加快，我国的矿产资源也面临着严峻的挑战，地质勘探行业以及地质勘探市场的不断发展，也在一定程度上对地质调查测绘工作提出了更为严格的要求。当前，在地质勘查中采用GPS测量方法在提高测量总效率上发挥着巨大作用。基于此，本文主要对地质勘查中GPS技术的应用进行了探讨。

[关键词]地质勘查 GPS技术 应用

[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-157-2

地质勘测人员在进行实际的地质工作中，要严格把控关于勘探的定位、测量与地形图的实际测绘工作。由于控制量相对比较密集，因而如果光线较为充足的话，我们可以选择常规方式像交会法、三维坐标法进行测量。在对地质的不同阶段进行实地测量时，测控点的数量与实现条件都会直接或间接地对野外测量的实际结果造成一定的干扰，但如果可经测控点的数量过少亦或是光线过暗的话也会给实际测量工作带来严重的阻碍与影响，因此，要想增强测量工作的准确性与实效性，进行合理的人员调动与最大限度地发挥测量仪器的实际作用是其中最为重要的举措。

1 GPS系统简介

1.1 GPS技术的概念

GPS也就是全球定位系统的英文缩写。GPS测量技术因为其具有准确、快速且高效等优点而在地质勘探中发挥着巨大作用，比如它可为地质勘探提供点、线、面相结合的精确三维坐标信息图。全球定位系统的组成成分有三个：空间卫星星座、地面監控站、用户设备。全球定位系统工作的原理是通过卫星定位连续不断地向系统发送自身的星历参数与时间信息，用户接收到这些信息后经过细致的计算，算出接收机的三维位置、三维方向、运动速度以及时间信息等。全球定位系统具有以下优势：一是精确度高；二是效率高；三是功能多样化；四是可操作性强等。它的成功应用一方面可以使地质勘探具有一定的灵活性，在很大程度上降低了地质勘探的人力、资金的花费，另一方面也不同程度的强化了我国地质勘探事业的进一步发展。

1.2 GPS技术的特点

（1）它不需要通过GPS测量站之间进行测量，因为两站中间没有任何障碍物，在实际测量中只需要确定一点就能实现选点工作的便捷性与灵活性。（2）GPS技术的准确性远远高于传统的测量方式。（3）观察时间短。近几年来随着GPS测量技术的深入发展，GPS在静态测量时每个站仅仅只需20分钟，而对于动态定位测量，则只需要几秒钟。（4）GPS技术可实现三维坐标的测量部位，并且具有较高的精准性，同时还提供三维坐标在一定条件下具有高度的精度，目前，GPS水准可达到第四级的测量的标准要求。（5）GPS测量仪器可操作性强。随着GPS接收器的自动化水平越来越高，观察员只需要简单地设置引导参数，接收器就能完成自动化地观察并做好准确记录。（6）全天候作业。GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行功能多、范围广的勘测，完全不受阴雨天气、黑夜等气候的影响。

2 GPS技术在地质勘查中的应用优势

GPS可以应用于规模较小的地质测绘中，也可以进行小规模的地球物理与地球化学的分销网络。主要代表仪器有：小博士、GPS探险家。对于手持GPS坐标系统，它的参数要求必须为其设置单独的调查区域局部坐标系统参数。要想最有效的确保手持GPS坐标系统的精确化，在每天作业前要选择与一个固定点的坐标进行准确校正。GPS技术可实现三维坐标的测量部位，并且具有较高的精准性，同时还提供三维坐标在一定条件下具有高度的精度，目前，GPS水准可达到第四级实物测量标准要求。

3地质勘查中GPS技术的具体应用

3.1地质勘查中利用GPS技术进行野外数据的采集

（1）筹备阶段。PROMARK-X型接收机是GPS接收机中的一类，其在使用前必须进行初始化处理，初始化结束后可在300英里范围内进行移动，这时不必进行初始化就可以正常测量。因为其实际的初始化已在所选取的当前坐标格式中已完成，那么这种型号的GPS接收机的有关缺省坐标系统就是Lon/Lat。初始化结束后，相关负责人员还要建构自定义相关坐标系统。这种相关系统可以达到与Lon/Lat坐标进行自由转换的目的。在使用GPS技术进行地质勘查中一般需要具备至少两台以上的GPS接收机，一台被用作基站，另一台主要作为流动站。不管是当作基站的接收机还是流动站的GPS接收机在接受相关信号都要在数据采集结束后方可进行，这样才能对数据做细致的分析，并准确获得毫米或者厘米级的相关测量坐标。因而，地质勘探人员在进行野外作业之前，必须对即将使用的每一台GPS接收机进行系统全面的自定义坐标系统与初始化设置，以实现同步的目的。（2）野外基站位置的选取。一般情况下，矿产地质勘查的工作区大都处于山区、密林等地方，条件比较艰苦。因而在选择野外基站时，我们必须找到通视条件良好，方便进行卫星信号采集的区域，通常对山顶以及相对开阔的地段要求比较高，而且对基站实际位置的相关控制点有着严格的标准，要具有一定的精确度。精度值要求的越高，其差分值的实际精度要求也会愈加严格。当前，进行高精度结算的主要依托点在于对移动站所进行记录的原始数据和基准站所进行的记录的一些原始坐标数据。而且关于这两组数据也有明确的要求，即都要来自于同一个记录时间点，如果不一致的话很可能对高精度的相关解算造成一定的影响。因而在进行野外采集数据工作时，无论是动态测量亦或是静态测量，建立基站是必不可少的中心环节。（3）野外流动站数据搜集工作。对PROMARK-X型的 GPS在进行高精度的数据位置采集时，其流动站的数据采集在进行差分之后，其实际的处理结果的精度好坏直接关系着其卫星高度角、可视卫星实际数目、卫星的相关几何分布以及基线的情况。进行数据搜集的时候，必须具有充足的卫星信号才可以进行采集，而且其观测相关数据的具体事件要距离其基站有一定的距离，并且距离不同，其所需要数据采集时间也是有差异的。如果距离基站在1000 m以内 ，进行数据采集则大约 15 min以上；如果距离其基站在5000 m以内，则数据采集需要30 min以上；当距离其基站在10 km以内，进行数据采集需要45 min以上。当距离基站再远的话，就不能准确的测量其精确度，此种方法也不适用。

3.2地质勘查中对GPS观测的数据进行处理

对观测数据的相关差分处理指的是首先将GPS在野外所采集的相关数据，运用最佳的方式来进行差分，然后将其规划到椭球面中，最后将其投影至所筛选的平面上，以取得相关观测点。这一项工作要能顺利实施需要下载采集数据以及差分数据进行解算。相关数据的差分结算作为整个相关工作的中心阶段，因而在解算的任一环节存在问题都会影响整个工作的顺利开展。所以地质勘查人员在进行结算的时候，应该仔细认真，高度重视，将各项相关参数的数据都要进行正确的输入，并且其控制点的相关坐标保留在小数点后的四位，从而确保差分之后的精确度。MSTR系統进行数据处理的过程可分为以下几步：第一，先正常运行MSTR系统，继而再选取文件菜单，添加新任务并设置新任务的名称，完成之后点击确定。第二，选择差分计算实际界面之后再选择基站，并进行添加相关基站文件。第三，选择椭球投影的相关设置窗口，并将其设置在2D，接下来选取其投影的实际类型记作TM，在选择中央经线上选取为测区的相关中央经线，亦或是选取东偏500000.00。第四，要注意在选择Userdefined之后在选取椭球参数的相关设置界面，并在里面选取椭球的相关长半轴为6378245之后点击确定。第五，点击Configuration之后选择控制点，并且输入坐标、点名以及高程。第六，返回Configuration的相关界面后选取厘米解，完成后点击Computer，最后求得其实际的结算结果。

4结束语

总之，在地质勘测中使用GPS技术具有重要的作用，并且已成为地质勘探的主要技术手段。随着GPS技术的不断发展，其应用前景也变得越来越广泛，相关部门对此也高度重视。在GPS技术中，因为其具有精准性、测量时间短、效率高而且可以进行全天候的测量等优点，使其在地质勘查的每个阶段都能满足相关的技术要求，一方面可以节省工程勘查的人力与物力，另一方面还可以最大限度的提高工程勘探的实效性。此外，还能不断挖掘地质勘探人员自身潜力的发展，有效促进地质勘查事业的大力发展。所以，在地质勘探中，使用GPS技术进行高等级控制网的测量，是实现地质勘探工作高效率完成的根本保证，也是实现其在地质勘探领域进一步得到广泛应用的有效保证。

参考文献

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[2]叶积龙，张维宽.关于 GPS-RTK 技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程，2012，（10）.

[3]黄健.工程测量中应用 GPS RTK 技术的作业流程及案例研究[J].科技创新导报，2010（09）.