淺議GPS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量中的應(yīng)用

■趙建濤 鐘大貴 韓永賢

（青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)青海西寧810012）

淺議GPS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量中的應(yīng)用

■趙建濤 鐘大貴 韓永賢

（青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)青海西寧810012）

GPS全球定位系統(tǒng)在已在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。尤其是GPS RTK測(cè)量作業(yè)效率高、精度高、數(shù)據(jù)可靠等特性在測(cè)繪行業(yè)中得以充分發(fā)揮，其作業(yè)不受通視條件影響、操作簡(jiǎn)單，能有效減少因地形復(fù)雜帶來(lái)的繁重工作量特點(diǎn)較為突出。本文就GPS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并提出了意見(jiàn)建議，以供實(shí)際測(cè)量參考。

測(cè)量 地質(zhì)勘查 GPS 技術(shù) 應(yīng)用

自從GPS技術(shù)應(yīng)用于測(cè)量工作以來(lái)，該技術(shù)已逐漸成為建立平面控制網(wǎng)的主要技術(shù)手段，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。近年來(lái)，GPS技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中對(duì)各類(lèi)勘查工程控制網(wǎng)的布設(shè)和直接放樣、定測(cè)各類(lèi)地質(zhì)勘查工程點(diǎn)的作用，也越來(lái)越被人們所重視。地質(zhì)勘查工程測(cè)量大多在地形復(fù)雜的山區(qū)進(jìn)行，如用傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要大量的人力、物力，作業(yè)周期長(zhǎng)，用GPS結(jié)合全站儀在地質(zhì)勘查測(cè)量中應(yīng)用就能取到事倍功半的作用。從GPS在地質(zhì)勘查工程測(cè)量的實(shí)際應(yīng)用中，我們可以看到GPS測(cè)量的優(yōu)越性，充分顯示了衛(wèi)星定位技術(shù)的無(wú)需通視、速度快、精度高等特點(diǎn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 GPS-RTK概述

Global Positioning System簡(jiǎn)稱(chēng)GPS。GPS研制于上世紀(jì)的70年代，是由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)的研制目的主要是為三軍提供一些導(dǎo)航服務(wù)，并在其他的一些軍事領(lǐng)域，例如收集情報(bào)，應(yīng)急通訊等應(yīng)用。在1994年，美國(guó)完成了24顆GPS衛(wèi)星的布設(shè)，使得GPS在全球的覆蓋率達(dá)到了98%。

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)是一種在載波相位觀(guān)測(cè)值的基礎(chǔ)上而建立的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)主要由基準(zhǔn)站接收機(jī)；移動(dòng)站接收機(jī)；數(shù)據(jù)鏈組成?；鶞?zhǔn)站接收機(jī)通常是建立在已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)上，如果五已知坐標(biāo)，可選擇地勢(shì)較高地區(qū)，連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)，并將測(cè)站的坐標(biāo)、觀(guān)測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送出去，移動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤gps衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，通過(guò)otf（on the fly）算法快速求解載波相位整周模糊度，通過(guò)相對(duì)定位模型獲取所在點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)和精度指標(biāo)。

2 GPS快速靜態(tài)測(cè)量法

在一些GPS-RTK測(cè)量法不適用的山區(qū)，我們無(wú)法使用它，因此，只能繼續(xù)探索，采取一些傳統(tǒng)的方法，例如GPS靜態(tài)測(cè)量法，但是，由于此方法效率太低（進(jìn)行等級(jí)控制時(shí)，要對(duì)每個(gè)測(cè)站點(diǎn)至少觀(guān)測(cè)60分鐘以上），由此變衍生了GPS快速靜態(tài)測(cè)量法，因?yàn)榭焖贉y(cè)量法只需要對(duì)每個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)觀(guān)測(cè)10到20分鐘左右，甚至更短的時(shí)間，就能得出結(jié)果。而關(guān)于工程對(duì)測(cè)量精度的要求，GPS快速靜態(tài)測(cè)量法的測(cè)量精度完全可以保證工程要求的精度，誤差很小。

在做了相關(guān)研究后發(fā)現(xiàn)，GPS快速靜態(tài)測(cè)量法很實(shí)用，而且相對(duì)比較精確。GPS快速靜態(tài)測(cè)量法一般都分為兩種方法，一種為設(shè)置一個(gè)固定的參考站，另一種為設(shè)置兩個(gè)參考站，設(shè)置一個(gè)參考站只需要兩臺(tái)儀器就可以進(jìn)行測(cè)量，雖然測(cè)量速度會(huì)很快，但是比較容易出現(xiàn)較大誤差，造成結(jié)果不精確；而設(shè)置兩個(gè)參考基站，至少需要三臺(tái)儀器才能進(jìn)行測(cè)量，雖然測(cè)量的速度要比一個(gè)基站的速度慢一點(diǎn)，但是測(cè)量結(jié)果很精確，最后的數(shù)據(jù)有保障，所以推薦采用設(shè)置兩個(gè)基站的方法進(jìn)行測(cè)量。

3 GPS野外作業(yè)流程及其注意事項(xiàng)

3.1 選點(diǎn)、埋石

按技術(shù)設(shè)計(jì)要求，在保證圖形結(jié)構(gòu)的前提下，盡可能使布設(shè)的控制點(diǎn)能均勻地覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)，且離已知控制點(diǎn)距離不超過(guò)10km。點(diǎn)位目標(biāo)要顯著，視野開(kāi)闊，便于接收設(shè)備的安裝；視場(chǎng)周?chē)?5°以上不能有障礙物，以減小GPS信號(hào)被遮擋或吸收；點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離電視臺(tái)、微波站等大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射源200米處，遠(yuǎn)離高壓線(xiàn)50米，以避免電磁場(chǎng)對(duì)GPS信號(hào)的干擾；遠(yuǎn)離大面積水域或會(huì)干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體，以減少多路徑效應(yīng)的影響；點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便、利于其他觀(guān)測(cè)手段的擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)地方；點(diǎn)位在現(xiàn)場(chǎng)澆灌符合《規(guī)范》的有中心標(biāo)志的混凝土標(biāo)石。

3.2 野外觀(guān)測(cè)

GPS外業(yè)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對(duì)提高整個(gè)GPS網(wǎng)的成果精度，起決定性作用。（1）調(diào)度。合理按排觀(guān)測(cè)時(shí)間，觀(guān)測(cè)時(shí)段的安排最好避開(kāi)中午11點(diǎn)至13點(diǎn)的時(shí)間段。時(shí)段安排后，填寫(xiě)計(jì)劃時(shí)段表，并明確指示測(cè)量員測(cè)站行程，最好采用邊連式的方法按排觀(guān)測(cè)順序。（2）觀(guān)測(cè)。在需觀(guān)測(cè)的點(diǎn)上架設(shè)儀器，進(jìn)行儀器的整平、對(duì)中及開(kāi)機(jī)。通常要注意的是：在整平及對(duì)中過(guò)程中，先不要將GPS天線(xiàn)盤(pán)架在腳架上，僅架上基座即可。光學(xué)對(duì)中因儀器高及個(gè)人視力不同，而有不同的焦聚，所以在對(duì)中之前應(yīng)該要調(diào)整到最適合的焦聚，避免對(duì)中上有像差的發(fā)生。GPS天線(xiàn)盤(pán)安裝好之后，將天線(xiàn)盤(pán)的指示方向指向北方（若不知道北方在那，可利用石樁上刻字判別之，字的正向?yàn)楸狈剑?，量測(cè)三個(gè)方向上的GPS天線(xiàn)盤(pán)高（北方、東南及西南）并記錄下來(lái)。把各種部件固定好后開(kāi)機(jī)。

3.3 記錄

手簿是數(shù)據(jù)下載及內(nèi)業(yè)計(jì)算最重要的信息記錄，外業(yè)觀(guān)測(cè)的過(guò)程都必須要經(jīng)由手簿的記載來(lái)完成，因此手簿數(shù)據(jù)的記載務(wù)必要求正確、詳盡。注意事項(xiàng)：注意正確記載點(diǎn)名、點(diǎn)號(hào)、序號(hào)、儀器編號(hào)、天線(xiàn)高度、開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間。（4）意外狀況處理。擺設(shè)GPS人員盡可能留在儀器旁邊，不要讓儀器離開(kāi)視線(xiàn)范圍之外，十分鐘左右需至接收儀查看一次，注意數(shù)據(jù)有無(wú)持續(xù)接收、電池剩余電量等。注意事項(xiàng)：任何意外造成儀器對(duì)中、整平的移動(dòng)甚至傾倒，則應(yīng)立即關(guān)機(jī)重新架設(shè)，并在手簿上記錄關(guān)機(jī)及開(kāi)機(jī)時(shí)間；若意外斷電，換上新電池，重新開(kāi)機(jī)，記錄斷電及重開(kāi)機(jī)時(shí)間；若有本身無(wú)法排除之困難，則立即回報(bào)并記錄狀況。每次重新開(kāi)機(jī)后都需重新按《規(guī)定》觀(guān)測(cè)相應(yīng)長(zhǎng)的時(shí)間段。

4 結(jié)語(yǔ)

在地質(zhì)勘查工程測(cè)量中，采用GPS技術(shù)進(jìn)行高等級(jí)控制網(wǎng)的測(cè)量，比常規(guī)控制測(cè)量具有更大的優(yōu)越性和適應(yīng)性，具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在資金上和時(shí)間上有明顯優(yōu)勢(shì)，用較短的作業(yè)時(shí)間達(dá)到了預(yù)期的目的，為保證按時(shí)完成其他工作的及時(shí)開(kāi)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)也存在一些不足，還有待于進(jìn)一步研究改善來(lái)適應(yīng)實(shí)際測(cè)量工作。相信隨著該技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，以及相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，GPS定位技術(shù)將在測(cè)繪領(lǐng)域中得到更加廣泛的應(yīng)用。

[1]王青松.淺談GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].科技咨詢(xún)導(dǎo)報(bào).2006(20).

[2]陳光霞.淺議GPS在土地測(cè)量中的應(yīng)用 [J].科學(xué)咨詢(xún) (決策管理).2008(10).

[3]蔣鐵軍,東海宇,董欽偉.GPS-RTK在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用 [J].甘肅冶金.2011(03).

P623.3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-246-1