GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的實(shí)施應(yīng)用

（河北工程大學(xué)水利水電學(xué)院 河北 邯鄲 056001）

GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的實(shí)施應(yīng)用

翟 楊

（河北工程大學(xué)水利水電學(xué)院 河北 邯鄲 056001）

地質(zhì)勘察測繪工作較為復(fù)雜，對于測繪人員的要求較高，而且隨著社會的不斷發(fā)展，當(dāng)前行業(yè)對于地質(zhì)勘察測繪工作質(zhì)量也越來越高。這就需要我國不斷的提高自身的地質(zhì)測繪技術(shù)，只有這樣才能優(yōu)化工作方式，進(jìn)一步提升工作效率?；诂F(xiàn)實(shí)的需求，我國引入了G PS技術(shù)，并將之應(yīng)用于地質(zhì)測繪工作中。G PS技術(shù)的應(yīng)用一方面改善了地質(zhì)勘察測繪工作流程，另一方面還在很大程度上減少工作人員的野外工作量，進(jìn)一步提升了工作效率。因此，本文在對G PS技術(shù)基本原理及應(yīng)用意義進(jìn)行分析的同時(shí)，還具體分析其在實(shí)際中的應(yīng)用。

GPS技術(shù)；地質(zhì)工程；勘察測繪；應(yīng)用

一、前言

美國軍方最早應(yīng)用GPS技術(shù)，他們主要是將之用于陸海軍的導(dǎo)航服務(wù)中。一般來說GPS由三大部分組成：一是空間星座，二是地面控制，三是用戶設(shè)備，該技術(shù)在衛(wèi)星覆蓋的范圍內(nèi)，可以將星歷參數(shù)和時(shí)間信息持續(xù)發(fā)送出去，地面接收機(jī)接受到相關(guān)的信息后，就可以通過一定的計(jì)算方法對信息進(jìn)行分析，然后得出地面物體的性狀以及范圍。具體來說，GPS定位主要是指先在特定的位置安裝GPS設(shè)備，進(jìn)而借助衛(wèi)星尋找GPS裝置的位置信息，并將相關(guān)信息發(fā)送到控制端的一個(gè)過程。GPS技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，應(yīng)用的范圍越來越廣泛，除了可以應(yīng)用于軍事上，而且還可以應(yīng)用于車輛定位、地質(zhì)勘查等不同的領(lǐng)域中，本文主要是分析GPS技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用。

二、GPS技術(shù)的基本原理及應(yīng)用意義

2.1 GPS技術(shù)的基本原理

GPS技術(shù)的基本應(yīng)用原理主要是指通過對特定位置的衛(wèi)星至接收機(jī)的距離進(jìn)行測量，并在綜合相關(guān)衛(wèi)星數(shù)據(jù)等情況下，將之在在星歷中尋找出來。GPS技術(shù)的應(yīng)用具有多方面的優(yōu)勢，它可以實(shí)現(xiàn)全天候的運(yùn)作，而且具有良好的傳播速度快，準(zhǔn)確率也非常高[1]。將GPS技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘察工作中，可以有效減少多方面因素的影響，在最大程度上減小誤差。

2.2 GPS技術(shù)的重要應(yīng)用意義

在地質(zhì)勘查工作中應(yīng)用GPS技術(shù)具有非常重要的意義，首先，可以在很大程度上改善作業(yè)流程，進(jìn)一步提升工作效率。地質(zhì)勘察測繪工作關(guān)系到工程項(xiàng)目是否能夠順利竣工，而利用GPS技術(shù)采集數(shù)據(jù)，不僅可以將復(fù)雜化的技術(shù)操作流程變得簡單，而且還可以加快地質(zhì)測繪工作的工作進(jìn)度。同時(shí)，在實(shí)際的勘察測繪工作中，難免會遇到高難度地質(zhì)形態(tài)，應(yīng)用其他的技術(shù)很難開展工作，而利用G PS技術(shù)就可以有效解決這一問題，為地質(zhì)工程勘察測繪工作的順利實(shí)施提供了技術(shù)保障。其次，可以在很大程度上減少工作人員的野外工作量。地質(zhì)工程勘察測繪工作需要深入到現(xiàn)場開展，而我國地域遼闊，各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件存在較大的差異，這就嚴(yán)重增加了測繪人員的工作難度。同時(shí)，勘察測繪工作較為復(fù)雜，在實(shí)際的工作中需要充分考慮各方面的因素，并利用先進(jìn)的技術(shù)，這樣才能取得良好的工作成果。而G PS技術(shù)作為一種先進(jìn)的技術(shù)，將之應(yīng)用于地質(zhì)測繪工作中，可以減少許多的工作程序，從而有效減少工作人員的野外作業(yè)量，對于測繪工作技術(shù)水平的提高具有非常重要的促進(jìn)作用。最后，可以在很大程度上加快測繪工作的現(xiàn)代化進(jìn)程。與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國地質(zhì)測繪技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間較短，所以，不論是其工作開展方式，抑或是有關(guān)設(shè)備的配備方面，我國與西方發(fā)達(dá)國家的差距還是比較大[2]。但是經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展，我國對于G PS技術(shù)的應(yīng)用也越來越成熟，而且應(yīng)用也越來越普遍，使得我國地質(zhì)勘察測繪技術(shù)水平越來越高，這也意味著地質(zhì)測繪工作的現(xiàn)代化發(fā)展越來越快。

三、GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的具體應(yīng)用

3.1可用于野外施測中的選點(diǎn)

地質(zhì)工程勘察測繪對于工程施工具有非常重要的意義，只有確保其精確度，才能保證工程施工的順利開展。在這樣的情況下，地質(zhì)工程勘察測繪活動(dòng)的專業(yè)性尤其重要。在實(shí)際的地質(zhì)測繪工作中，測繪人員通常需要考慮多方面的因素，因?yàn)楹芏喾N因素都可以影響地質(zhì)測繪的精確度。同時(shí)，地質(zhì)測繪工作較為復(fù)雜，其中野外選點(diǎn)非常重要，想要避免失誤，選出一個(gè)最佳的位置，可以考慮使用GPS技術(shù)。利用GPS技術(shù)進(jìn)行野外選點(diǎn)，不僅可以有效降低環(huán)境因素的影響，而且還可以有效降低多徑效的影響。一半來說測繪人員在選擇位置時(shí)，可以考慮使用大功率無限發(fā)射源，這樣就可以減少電磁干擾效應(yīng)[3]。比如，測繪人員在勘察新區(qū)域的過程中，如果沒有大比例尺地形圖，那么應(yīng)當(dāng)選擇合適的位置建立勘探區(qū)控制網(wǎng)，然后通過分級布設(shè)的方式，根據(jù)具體的需求進(jìn)行布設(shè)，從而構(gòu)建一個(gè)與時(shí)間相結(jié)合的全網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這樣就可以在很大程度上減少邊緣誤差積累。另外，必要條件下，可以根據(jù)實(shí)際情況以D級GPS網(wǎng)為首級控制網(wǎng)，通過這樣的一個(gè)措施，就可以有效滿足GPS測量規(guī)范。

3.2可用于數(shù)據(jù)處理

地質(zhì)測繪工作中的數(shù)據(jù)處理是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。而GPS技術(shù)在數(shù)據(jù)處理方面具有很大的優(yōu)勢，它不僅可以處理海量的觀測數(shù)據(jù)，而且還具有不同的處理方法，更重要的是它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的處理。從處理流程的角度來看，GPS技術(shù)在對精密數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中，主要可以分為以下兩個(gè)階段：第一個(gè)處理階段是GPS基線向量解算，第二個(gè)處理階段是基線向量網(wǎng)平差計(jì)算。當(dāng)然，一般情況下數(shù)據(jù)處理的基本步驟是先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及預(yù)處理，最后才進(jìn)入基線解算等流程。其中數(shù)據(jù)傳輸主要是指使用特定的傳輸電纜，將接收機(jī)與計(jì)算機(jī)充分連接起來，然后采用相應(yīng)的處理軟件，將已經(jīng)成功下載的相關(guān)信息，全部發(fā)送到計(jì)算機(jī)中。在這一過程中涉及到數(shù)據(jù)分流的問題，而數(shù)據(jù)分流指的是數(shù)據(jù)傳輸中系統(tǒng)可自行對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分流，這樣就可以將觀測數(shù)據(jù)分類到對應(yīng)的文件中，并利用解碼技術(shù)對其進(jìn)行分類整理，這樣不僅可以剔除無效的觀測數(shù)據(jù)，而且還可以剔除冗余的數(shù)據(jù)[4]。一般來說GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理需要按照一定的流程開展，一方面需要經(jīng)過GPS網(wǎng)絡(luò)調(diào)整、檢查等步驟，另一方面還需要經(jīng)過數(shù)據(jù)文件分選、檢測以及維修等步驟。結(jié)束預(yù)處理工作后，就可以繼續(xù)進(jìn)入基線向量的解算等流程，從而獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。最后，工作人員還需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整計(jì)算，這樣才能轉(zhuǎn)換地面網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)，從而繪制正確的圖形。

3.3 GPS RTK技術(shù)的運(yùn)用

RTK技術(shù)在地質(zhì)測繪工作中的應(yīng)用較為常見，學(xué)名也叫載波相位差分技術(shù)。利用GPS RTK技術(shù)，可以將采集到的載波相位傳輸至接收機(jī)，然后求差解算坐標(biāo)。與其他的測量技術(shù)相比，RTK技術(shù)定位的準(zhǔn)確性更高，而且還可以在很大程度上提高測繪工作效率。在利用GPS RTK作業(yè)模式的情況下，一方面可以對觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，另一方面還可以對測站坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，從而獲取精確的定位結(jié)果，在這一過程中，時(shí)間通常小于或者等于1 s。如果測量時(shí)間為1～2 d，那么定位的精確度具體可以達(dá)到1～3 cm，更重要的是這一過程不需要借助通視就可實(shí)現(xiàn)[5]。總之，利用GPS RTK技術(shù)，除了可以采集相應(yīng)的地質(zhì)測繪信息數(shù)據(jù)，更重要的是可以優(yōu)化作業(yè)方法，對于精度以及效率的提高具有很大的促進(jìn)作用。

四、結(jié)語

GPS技術(shù)的應(yīng)用具有多方面的優(yōu)勢，它可以實(shí)現(xiàn)全天候的運(yùn)作，而且具有良好的傳播速度快，準(zhǔn)確率也非常高，將其應(yīng)用于地質(zhì)勘查測繪工作中，可以更高效的完成工作任務(wù)。在實(shí)際的勘察測繪工作中，GPS技術(shù)可以應(yīng)用于野外選點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理等多個(gè)方面，有效改善了地質(zhì)勘查測繪的工作方式，效率也非常高，滿足了社會的需求。

[1]常智勝.GPS RTK測繪技術(shù)在地質(zhì)勘察測繪中的應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理,2012,04(12):158~160.

[2]李文偉.GPS RTK測繪技術(shù)在地質(zhì)勘察測繪中的應(yīng)用[J].江西建材，2015,18(08):216-218.

[3]布仁通力嘎.GPS技術(shù)在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用探究[J].科學(xué)中國人，2015,20(06):108-110.

[4]廖智勇.地質(zhì)工程勘察測繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015,22(15):172-174．

[5]甘泉.淺析GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015,30(18):331-333.

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1007-6344（2017）06-0137-01

翟楊/19910121/男/籍貫：河北省秦皇島市/研究生在讀/學(xué)校：河北工程大學(xué)水利水電學(xué)院/