淺議GPS技術在地質礦產勘查測量中的應用

■趙建濤 鐘大貴 韓永賢

（青海省有色地質礦產勘查局八隊青海西寧810012）

淺議GPS技術在地質礦產勘查測量中的應用

■趙建濤 鐘大貴 韓永賢

（青海省有色地質礦產勘查局八隊青海西寧810012）

GPS全球定位系統在已在各行各業中得到廣泛應用。尤其是GPS RTK測量作業效率高、精度高、數據可靠等特性在測繪行業中得以充分發揮，其作業不受通視條件影響、操作簡單，能有效減少因地形復雜帶來的繁重工作量特點較為突出。本文就GPS技術在地質礦產測量中的應用進行了分析，并提出了意見建議，以供實際測量參考。

測量 地質勘查 GPS 技術 應用

自從GPS技術應用于測量工作以來，該技術已逐漸成為建立平面控制網的主要技術手段，應用范圍也越來越廣。近年來，GPS技術在地質礦產勘查中對各類勘查工程控制網的布設和直接放樣、定測各類地質勘查工程點的作用，也越來越被人們所重視。地質勘查工程測量大多在地形復雜的山區進行，如用傳統的測量方法需要大量的人力、物力，作業周期長，用GPS結合全站儀在地質勘查測量中應用就能取到事倍功半的作用。從GPS在地質勘查工程測量的實際應用中，我們可以看到GPS測量的優越性，充分顯示了衛星定位技術的無需通視、速度快、精度高等特點，具有明顯的經濟和社會效益。

1 GPS-RTK概述

Global Positioning System簡稱GPS。GPS研制于上世紀的70年代，是由美國陸海空三軍聯合研制的新一代衛星定位系統，當時的研制目的主要是為三軍提供一些導航服務，并在其他的一些軍事領域，例如收集情報，應急通訊等應用。在1994年，美國完成了24顆GPS衛星的布設，使得GPS在全球的覆蓋率達到了98%。

GPS-RTK測量技術是一種在載波相位觀測值的基礎上而建立的實時動態定位系統。整個系統主要由基準站接收機；移動站接收機；數據鏈組成。基準站接收機通常是建立在已知坐標的參考點上，如果五已知坐標，可選擇地勢較高地區，連續接收所有可視GPS衛星信號，并將測站的坐標、觀測值、衛星跟蹤狀態及接收機工作狀態通過數據鏈發送出去，移動站接收機在跟蹤gps衛星信號的同時接收來自基準站的數據，通過otf（on the fly）算法快速求解載波相位整周模糊度，通過相對定位模型獲取所在點相對于基準點的坐標和精度指標。

2 GPS快速靜態測量法

在一些GPS-RTK測量法不適用的山區，我們無法使用它，因此，只能繼續探索，采取一些傳統的方法，例如GPS靜態測量法，但是，由于此方法效率太低（進行等級控制時，要對每個測站點至少觀測60分鐘以上），由此變衍生了GPS快速靜態測量法，因為快速測量法只需要對每個觀測點觀測10到20分鐘左右，甚至更短的時間，就能得出結果。而關于工程對測量精度的要求，GPS快速靜態測量法的測量精度完全可以保證工程要求的精度，誤差很小。

在做了相關研究后發現，GPS快速靜態測量法很實用，而且相對比較精確。GPS快速靜態測量法一般都分為兩種方法，一種為設置一個固定的參考站，另一種為設置兩個參考站，設置一個參考站只需要兩臺儀器就可以進行測量，雖然測量速度會很快，但是比較容易出現較大誤差，造成結果不精確；而設置兩個參考基站，至少需要三臺儀器才能進行測量，雖然測量的速度要比一個基站的速度慢一點，但是測量結果很精確，最后的數據有保障，所以推薦采用設置兩個基站的方法進行測量。

3 GPS野外作業流程及其注意事項

3.1 選點、埋石

按技術設計要求，在保證圖形結構的前提下，盡可能使布設的控制點能均勻地覆蓋整個測區，且離已知控制點距離不超過10km。點位目標要顯著，視野開闊，便于接收設備的安裝；視場周圍15°以上不能有障礙物，以減小GPS信號被遮擋或吸收；點位應遠離電視臺、微波站等大功率無線電發射源200米處，遠離高壓線50米，以避免電磁場對GPS信號的干擾；遠離大面積水域或會干擾衛星信號接收的物體，以減少多路徑效應的影響；點位應選在交通方便、利于其他觀測手段的擴展與聯測地方；點位在現場澆灌符合《規范》的有中心標志的混凝土標石。

3.2 野外觀測

GPS外業觀測數據的質量，對提高整個GPS網的成果精度，起決定性作用。（1）調度。合理按排觀測時間，觀測時段的安排最好避開中午11點至13點的時間段。時段安排后，填寫計劃時段表，并明確指示測量員測站行程，最好采用邊連式的方法按排觀測順序。（2）觀測。在需觀測的點上架設儀器，進行儀器的整平、對中及開機。通常要注意的是：在整平及對中過程中，先不要將GPS天線盤架在腳架上，僅架上基座即可。光學對中因儀器高及個人視力不同，而有不同的焦聚，所以在對中之前應該要調整到最適合的焦聚，避免對中上有像差的發生。GPS天線盤安裝好之后，將天線盤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，字的正向為北方），量測三個方向上的GPS天線盤高（北方、東南及西南）并記錄下來。把各種部件固定好后開機。

3.3 記錄

手簿是數據下載及內業計算最重要的信息記錄，外業觀測的過程都必須要經由手簿的記載來完成，因此手簿數據的記載務必要求正確、詳盡。注意事項：注意正確記載點名、點號、序號、儀器編號、天線高度、開關機時間。（4）意外狀況處理。擺設GPS人員盡可能留在儀器旁邊，不要讓儀器離開視線范圍之外，十分鐘左右需至接收儀查看一次，注意數據有無持續接收、電池剩余電量等。注意事項：任何意外造成儀器對中、整平的移動甚至傾倒，則應立即關機重新架設，并在手簿上記錄關機及開機時間；若意外斷電，換上新電池，重新開機，記錄斷電及重開機時間；若有本身無法排除之困難，則立即回報并記錄狀況。每次重新開機后都需重新按《規定》觀測相應長的時間段。

4 結語

在地質勘查工程測量中，采用GPS技術進行高等級控制網的測量，比常規控制測量具有更大的優越性和適應性，具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便等優點，在資金上和時間上有明顯優勢，用較短的作業時間達到了預期的目的，為保證按時完成其他工作的及時開展打下了堅實的基礎。同時也存在一些不足，還有待于進一步研究改善來適應實際測量工作。相信隨著該技術的飛速發展和普及，以及相關技術的創新，GPS定位技術將在測繪領域中得到更加廣泛的應用。

[1]王青松.淺談GPS在工程測量中的應用 [J].科技咨詢導報.2006(20).

[2]陳光霞.淺議GPS在土地測量中的應用 [J].科學咨詢 (決策管理).2008(10).

[3]蔣鐵軍,東海宇,董欽偉.GPS-RTK在地質測量中的應用 [J].甘肅冶金.2011(03).

P623.3[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-246-1