淺析地質測繪中GPS技術的運用

■嚴勇哲

（西安地質礦產勘查開發院 陜西西安710000）

淺析地質測繪中GPS技術的運用

■嚴勇哲

（西安地質礦產勘查開發院 陜西西安710000）

GPS技術這是一種較為常見的衛星定位系統，被較廣泛的應用于地質工程測繪中，測繪的結果具有相對較高的準確性與全面性，有效的提高了我國地質測繪水平，減少了相關工作人員的工作量，為我國地質測繪事業帶來了福音。本文闡述了GPS技術的內涵與特點，針對GPS具體應用當中相關的技術問題進行了簡單的探討，為地質工作人員提高了技術參考。

GPS技術地質測繪工作應用參考

1　引言

地質測繪是一項綜合性的地質工作，我國地勢復雜，地質勘測的條件比較艱苦，地質測量難度較大，近年來我國一直在對相關的地質測繪技術進行改進，隨著科學技術的不斷發展，新測繪技術的發展與應用提高了地質測量的精度，加快了地質工程測量向數字化、網絡化發展的進程。當前，國家對地質測繪工作日益重視起來，我國地質災害時常發生，也面臨著資源短缺的現狀，GPS技術的普及有利于提高測繪作業的效率，提高了地質測繪的精準度，也減少了人力與物資的成本，利用GPS技術可以快速獲得相關數據與分析結果，提高了數據的再次利用效率[1]。

2　 GPS技術概述

2.1GPS技術概述與原理

GPS技術是由美國國防部研發的，利用定位衛星進行全球定位、導航的系統，稱為全球衛星定位系統。功能的實現必須借助終端、傳輸網絡和監控平臺三個方面，它能實現三位導航的功能。目前廣泛的運用于大地測量、航空攝影測量、海洋測繪等方面，降低了工程測繪的強度及生產成本。

GPS技術是利用衛星導航進行距離和時間測量的過程，利用衛星瞬間位置對已有數據進行處理，利用空間距離的基本原理進行測量地點的確定，實現定位。當地面的用戶使用的接收機在四顆以上的衛星控制下，可以通過載波與距離相互交接的計算進行地點的三維坐標定位。

2.2GPS技術的特點

GPS技術具有高精度的特點，能對測量進行全天候的數據監控，通過遙感影像圖和矢量圖的加載進行準確定位。GPS在300-1500m工程精密定位中，其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，較差中誤差為0.3mm。

GPS技術在使用技術操作簡單，對人員的專業性技術要求不高，GPS接收機的體積也日益變小，使測量過程更為簡便；觀測時間較短，隨著科技的不斷發展與技術的改進，目前GPS技術觀測所用的時間更加縮短，對于一般的定位只需要幾秒鐘；利用GPS技術進行測量，沒有要求要每個觀測站互相之間實現通視的功能，只要根據數據測量來確定測量點位置，有效的減少了設立觀測站過程中所需的費用，有利于測量工作的順利進行，也不需要考慮觀測站的密集程度與分布情況，將選點的周期變短，三維坐標定點方式也很大程度上提高了數據測繪的效率。

3　 GPS技術在地質測繪工作中的具體應用

3.1測定大地控制網點

地質測繪工作中，一般對于沒有大比例尺寸的地區，需要建立起一個勘探區域控制網絡，這個網絡是由基線和勘探線組成的，作為基本空股指網絡[2]。利用分級布設的方式實現對GPS網絡的控制與調配，能有效的保證測量區域內測量點的參考基礎，能夠對布設的測量網絡中的結構進行控制，形成長短邊結合的有力模式。這種方式的采用可以有效的減少邊緣誤差，提高數據處理結果的準確性。

3.2在水下地形測繪中的應用

對于水下地質測量過程，測量時要根據具體的水深與位置標識，利用網絡與計算機進行水下工作。傳統水下繪制過程利用的是經緯儀等儀器，操作比較復雜，自動化程度低，不利于大范圍的地形測繪。而GPS技術不僅能夠引航測量船到需要的斷面航線上，還可控制終端的運行與協調，完成測量點三維坐標數據的測量，并繪出水下地形圖。

3.3野外觀測的應用

3.3.1選點

GPS技術對觀測站的通視沒有具體要求，也不需要考慮觀測站的密集程度與分布情況，在結果圖像的設置中沒有限制，具有較高的靈活性。尤其是在山區地質勘測過程中，不必考慮測量布控，縮短了選點周期，節省了人力物力資源。因為GPS技術的特殊性，在選點時候應注意以下幾點：(1)要控制與保持點位與水面的距離，避免多路徑效應的發生對觀測產生影響；(2)選點應盡量選在周圍的高度角15度以上，避免障礙物對觀測視角與結果造成一定的影響；(3)點位應遠離大功率、高壓設施，避免設備產生的電磁場對觀測信號進行干擾與影響；(4)選點的位置要保證視野開闊，避免外界事物對觀測視野的影響。

3.3.2觀測

GPS測量過程中的GPS接收機應根據實際情況在不同時段開啟，并對測量現場的經緯度以及天氣實時狀態進行及時的記錄，再通過詳細的計算得到測量數據與結果。在觀測站進行觀測時間與間隔可以根據實際的測量情況而定，一般控制在幾個小時之間。

3.4數據處理

3.4.1觀測數據的預處理

GPS技術對觀測數據處理步驟分為預處理與詳細計算，預處理指的是對觀測結果與數據進行初次的編輯與整理，為數據具體的分析與處理奠定了基礎。通過GPS技術對地質進行觀測的過程中，首先需要對原始收集到的數據進行預處理，得到整體的數據范圍與概況，再通過基線向量等各種計算與預處理結果進行比對與分析，最終得到精準的測量結果。

3.4.2測量數據的處理

將預處理的結果作為數據基礎與依據，利用觀測數據平差的計算來進行觀測數據的最終計算。數據處理過程中首先由獨立的基線構成閉合圖形，再通過方差的計算進行觀測信息的計算與整理，GPS三維平差計算是建立在有效觀測量的前提下。我們可以采用定位定點的方式建立坐標系，以基礎點的數據作為基礎與標準，對測量區域其他的高程進行差值的計算，如果其他點的平均高程超過一定值，那么我們可以通過這個平均值來建立投影坐標，當測量區域距離子午線較遠的時候，必須采用子午線作為坐標系的中央子午線。

4　結束語

GPS技術在地質測繪工作中的不斷普及的應用，不僅提高了地質測繪工作的效率，還加速了我國地質測繪事業的發展。現代科學技術的不斷進步也相應的促進了GPS技術功能的不斷提高，在地質測繪作業中的優越性也得到了更多的體現，GPS技術的不斷更新與發展為地質測繪工作提供了高效、便利的途徑，為我國地質事業的發展做出了不可磨滅的貢獻。

[1]郭嘉琨,張寧,鄭月.探討現代測繪技術在地質測繪中的運用問題及對策 [J].門窗, 2014,09:370-371.

[2] 趙宏亮. GPS 技術在地質測繪中的應用研究[J] . 科技風,2013,10:110.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-237-1