GPS在地質(zhì)測繪中的有效應(yīng)用

鄧 妹

（安徽省地礦局 第一水文工程地質(zhì)勘查院，安徽 蚌埠233000）

0 引言

GPS作為新型的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在我國的地質(zhì)測繪中，強(qiáng)化運(yùn)用GPS技術(shù)，可以有效提升我國的地質(zhì)測繪水平。故此在地質(zhì)工作中，GPS技術(shù)得到了很大的重視。接下來就針對GPS問題，研究如何在地質(zhì)測繪中有效的應(yīng)用GPS進(jìn)行測繪工作。

1 GPS全球定位系統(tǒng)介紹

隨著我國對地質(zhì)測繪工作的重視，GPS技術(shù)在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用，大幅度地提高了地質(zhì)測繪工作的效率。GPS也就是“衛(wèi)星授時(shí)測距導(dǎo)航、全球定位系統(tǒng)”的簡稱，在GPS技術(shù)中，有著很高的定位精度，并且還可以為全球的大地測量提供有力的工具。GPS在地質(zhì)測繪中應(yīng)用廣泛，對于大地控制網(wǎng)點(diǎn)、地球動(dòng)力學(xué)、地震預(yù)測以及水下地形測繪都很有益，可以提高網(wǎng)點(diǎn)測量精度。

2 建立地質(zhì)測繪中GPS控制網(wǎng)

2.1 GPS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則

在地質(zhì)測繪中，利用GPS技術(shù)首先應(yīng)該建立該區(qū)域內(nèi)的GPS控制網(wǎng)，對于新的地質(zhì)測繪區(qū)，如果沒有放大比例的地形圖，就應(yīng)該先建立該勘探區(qū)的控制網(wǎng)[1]。地形勘探區(qū)的GPS控制網(wǎng)中，我們一般將會(huì)采用分級布設(shè)的布網(wǎng)方式，便于對GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及成果檢核。

2.2 對于GPS控制網(wǎng)的精度要求

在GPS控制網(wǎng)的建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)工程需要以及測區(qū)的實(shí)際要求，以GPS網(wǎng)為測區(qū)的首級控制網(wǎng)。并且對于該控制網(wǎng)還應(yīng)該滿足各項(xiàng)GPS測量規(guī)范，其中要求邊數(shù)要大于8條，平均邊長5KM一10KM6[2]。

2.3 GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)

GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)測繪區(qū)內(nèi)的控制點(diǎn)分布情況，確保網(wǎng)形點(diǎn)位的誤差值可以均勻，可以根據(jù)平面控制點(diǎn)分布、高程控制點(diǎn)分布兩種情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.4 設(shè)計(jì)觀測計(jì)劃

我們可以根據(jù)GPS的衛(wèi)星定位中的可見預(yù)報(bào)圖，選取最佳的觀測時(shí)段，以便更好的來進(jìn)行地質(zhì)測繪工作。

3 GPS在地質(zhì)測繪中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題

3.1 野外施測中的選點(diǎn)問題

在使用GPS進(jìn)行地質(zhì)測繪中，當(dāng)進(jìn)行野外施測時(shí)，對于地點(diǎn)的選擇中，應(yīng)該注意遠(yuǎn)離大面積水面的點(diǎn)位，有效避免多路徑效應(yīng)對測量結(jié)果的影響；并且點(diǎn)位選擇中還要遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射源，以免電磁場干擾。

3.2 數(shù)據(jù)處理的問題

在地質(zhì)測繪中，基于GPS的應(yīng)用技術(shù)下，在數(shù)據(jù)處理中包括GPS網(wǎng)平差，還包括檢驗(yàn)以及整理對外作業(yè)中采集的數(shù)據(jù)文件，檢測以及修復(fù)模糊參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行GPS網(wǎng)平差計(jì)算，最后將結(jié)果轉(zhuǎn)換成地面網(wǎng)坐標(biāo)。

3.3 地質(zhì)測繪中的RTK技術(shù)

在基于GPS技術(shù)的地質(zhì)測繪中，當(dāng)控制網(wǎng)解算完成后，就可以利用WGS－84坐標(biāo)以及地方坐標(biāo)，從而建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，并利用RTK技術(shù)對其測區(qū)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，以此來作為地形測繪中的網(wǎng)根控制點(diǎn)，以此可以大大縮短外業(yè)的工作時(shí)間。

3.4 對于勘探線剖面的測量

對于基于GPS技術(shù)的地質(zhì)測繪中，在勘探線剖面測量中，對于基線點(diǎn)架設(shè)儀器，可以先設(shè)相鄰基線點(diǎn)方向是零方向，之后就可以順時(shí)針的旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，在施測剖面中的勘探線方向，依次進(jìn)行GPS測定，以此來測量出各地形點(diǎn)以及工程位置點(diǎn)坐標(biāo)和高程；最后將這些資料經(jīng)整理，最后便可以繪制成該地的剖面圖。

4 水下地形測繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用

首先，在海洋資源的開發(fā)利用以及海港建設(shè)改造中，對于海岸碼頭的設(shè)計(jì)施工，需要有精密的水下地形圖。采用實(shí)時(shí)差分GPS定位，繪制精密的水下地形圖，有效進(jìn)行水下區(qū)域內(nèi)水深以及平面位置的三維測定，之后，就可以利用微機(jī)系統(tǒng)對于水下地形圖進(jìn)行繪制。

其次，對于水深區(qū)域的測量中，可以利用測深儀，根據(jù)超聲波測量原理，先從換能器發(fā)射聲脈沖，得到到達(dá)海底后反射的接收脈沖，之后就可以測量出該區(qū)域的水下深度；同時(shí)，也可以利用潮位儀進(jìn)行測定，以此來改正水深測量的值，就可以得出最后的水下地形高程。

再次，對于水下區(qū)域內(nèi)的地下平面位置的測量，我們可以采用經(jīng)緯儀、三應(yīng)答器以及經(jīng)外測距儀等方式，進(jìn)行無線電定位，但是由于該設(shè)備定位中操作復(fù)雜，并且對外界的條件要求也較為苛刻。但是利用GPS技術(shù)，不僅可以解決水下地形測繪中的平面位置測量問題，還可以提高測量的精度。

最后，在水下地形測繪中，采用差分GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星的信號，并且對于自差分基站的信號進(jìn)行校正。在測量工作時(shí)，現(xiàn)是利用GPS接收機(jī)，把坐標(biāo)參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中，然后經(jīng)過極端以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將航跡線、導(dǎo)航參數(shù)、測線號以及定位序號等信息現(xiàn)實(shí)出來，在定位時(shí)，可以通過定時(shí)器發(fā)出定標(biāo)信號，定位點(diǎn)的平面位置誤差應(yīng)該控制在圖上1.5mm，使用GPS技術(shù)進(jìn)行測量，不僅可以提高精度，還可以采用差分GPS動(dòng)態(tài)定位。后差分技術(shù)的要求頗多，而在后處理差分中，不會(huì)受船站以及基站間障礙物的影響，并且還可以在多個(gè)船站內(nèi)同時(shí)工作，先是將兩臺GPS接收機(jī)放在差分基站以及船站上，之后就可以同步測量其導(dǎo)航信號，并利用基站校正值，對船站的定位數(shù)據(jù)實(shí)施測后的修正。

5 結(jié)論

根據(jù)以上本文對GPS技術(shù)在地質(zhì)測繪中的具體介紹，可以看出GPS技術(shù)在地質(zhì)測繪工作中，不僅可以提高控制網(wǎng)布設(shè)、勘探線測定以及地形測圖方面的工作效率，更是可以體現(xiàn)出GPS技術(shù)在地質(zhì)勘查應(yīng)用中的優(yōu)越性。因此，將GPS技術(shù)運(yùn)用于地質(zhì)測繪工作中，不僅滿足社會(huì)發(fā)展對地質(zhì)測繪工作的需求，還可以提高地質(zhì)測繪工作的精度，提高地質(zhì)測繪工作的效率。

［1］王新力.淺談GPS在地質(zhì)測繪工作中的應(yīng)用[J].安徽建筑.2009，(06).

［2］王春來.王合群.地質(zhì)勘探工程測量在大型礦區(qū)的實(shí)施[J].科技信息.2009，(23).

［3］毛開森.GPS高程測量在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的精度探討[J].中國西部科技.2008，(29).