淺析GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用

■趙亞非

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院河南鄭州450000）

淺析GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用

■趙亞非

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院河南鄭州450000）

本文首先從GPS技術(shù)的概念及其特點(diǎn)入手，對GPS控制網(wǎng)的合理構(gòu)建原則以及地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析，并論述了GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的實(shí)施應(yīng)用。

GPS技術(shù)地質(zhì)工程勘察測繪控制網(wǎng)應(yīng)用

1　GPS技術(shù)的概述及其特點(diǎn)

1.1GPS技術(shù)的概述

衛(wèi)星定位技術(shù)、高精度、高自動化程度和巨大的潛力，使其受到世界各國的高度青睞。全球定位系統(tǒng)（GPS）是GPS衛(wèi)星定位的使用，無線電導(dǎo)航系統(tǒng)等世界的三維位置和速度信息提供全天候，是在上世紀(jì)70年代由美國軍方開發(fā)了一種新的后衛(wèi)定位系統(tǒng)，其基本原理是測量一個已知位置的衛(wèi)星到接收機(jī)的距離的位置，具有精度高、效率高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，海上和空中導(dǎo)航測繪測繪，地質(zhì)勘查，車輛定位系統(tǒng)等。

1.2GPS技術(shù)的特點(diǎn)

（1）精確度高。GPS技術(shù)是借助衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)定位功能的，在工作任務(wù)開展期間，數(shù)據(jù)傳輸也是由基站先發(fā)射到衛(wèi)星中，再通過衛(wèi)星向地面基站傳輸。實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的準(zhǔn)確定位，該技術(shù)在功能實(shí)現(xiàn)原理為三角測量。技術(shù)發(fā)展初期在信息傳遞過程中存在很多弊端，容易受到干擾磁場影響，所傳遞的信息中也存在無用內(nèi)容，這也成為技術(shù)發(fā)展過程中重點(diǎn)解決的問題。模擬信號傳遞不會再受到煩擾，衛(wèi)星也能夠?qū)崿F(xiàn)對地面的全方位監(jiān)管，技術(shù)人員借助基站中的計算機(jī)設(shè)備，在系統(tǒng)中模擬出測繪坐標(biāo)，方便將采集到的數(shù)據(jù)錄入坐標(biāo)中。數(shù)據(jù)庫是可以根據(jù)使用需求改變的，但要按照功能原則來進(jìn)行。技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步，衛(wèi)星系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)對測繪點(diǎn)進(jìn)行定位，并掃面地質(zhì)信息向地面基站傳輸。

（2）觀測省時。通過該種技術(shù)方法，工作任務(wù)完成時間得到節(jié)約，傳統(tǒng)技術(shù)是人工測量定位，需要消耗大量的人力以及物力。除地質(zhì)測繪之外，GPS技術(shù)還可以應(yīng)用在其他領(lǐng)域中，幫助節(jié)省定位所用時間，在工作任務(wù)完成質(zhì)量上也有所進(jìn)步。GPS定位系統(tǒng)的信息傳遞功能也十分強(qiáng)大，傳輸間隔時間正在縮減，能夠達(dá)到與實(shí)際情況一致的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）GPS技術(shù)的工作效率較高。復(fù)雜的測繪地理區(qū)域內(nèi)，存在很多影響定位任務(wù)正常開展的因素。衛(wèi)星系統(tǒng)距離地面的距離比較遠(yuǎn)，監(jiān)測范圍更廣，即使是地理形勢比較復(fù)雜的地區(qū)，也能突破阻礙完成任務(wù)。測繪在各行業(yè)中應(yīng)用廣泛，結(jié)合GPS技術(shù)后解決了很多誤差問題。信息的傳遞形式也更符合工作需求，接收與轉(zhuǎn)換階段都不會造成時間浪費(fèi)。地質(zhì)測繪技術(shù)人員都能夠完成GPS系統(tǒng)操作任務(wù)，通過教育培訓(xùn)來提高工作人員個人技術(shù)水平。技術(shù)提升的又一體現(xiàn)是GPS接收機(jī)變得越來越小和重量越來越輕，這可以使操作人員更容易簡便地操作接收機(jī)，省去了耗費(fèi)體力的搬運(yùn)工作。

2　GPS控制網(wǎng)的合理構(gòu)建

2.1GPS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則

工程地質(zhì)勘察與測繪中，利用全球定位系統(tǒng)技術(shù)，應(yīng)首先在全球定位系統(tǒng)中建立區(qū)域內(nèi)的控制網(wǎng)絡(luò)和新的工程地質(zhì)勘察測繪帶，如果不擴(kuò)大地形圖的比例，就應(yīng)首先建立控制網(wǎng)的勘探區(qū)。CPS控制網(wǎng)絡(luò)地形勘探區(qū)，我們將利用網(wǎng)絡(luò)的分層布局，便于GPS數(shù)據(jù)處理和結(jié)果檢查。

2.2對于GPS控制網(wǎng)的精度要求

在全球定位系統(tǒng)的建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目需要，測量其實(shí)際需求，對區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)的測量系統(tǒng)進(jìn)行測量。控制網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)滿足全球定位系統(tǒng)的測量規(guī)范。

3　GPS技術(shù)在地質(zhì)工程勘察測繪中的應(yīng)用

3.1野外施測中的選點(diǎn)

在地質(zhì)勘查工程測量中采用全球定位系統(tǒng)，在現(xiàn)場試驗(yàn)中，對于位置的選擇，應(yīng)注意遠(yuǎn)離大面積的點(diǎn)位，有效地避免了多徑效應(yīng)對測量結(jié)果的影響；選擇位，也來自大功率的無線發(fā)射源，以避免電磁干擾。

3.2數(shù)據(jù)處理

在工程地質(zhì)測繪中，基于GPS技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)據(jù)處理，包括全球定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整，還包括檢查和分選工外資并購的數(shù)據(jù)文件，檢測和維修的模糊參數(shù)，并根據(jù)時，GPS的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整計算，最后的結(jié)果被轉(zhuǎn)換到地面網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)。

3.3地質(zhì)工程勘察測繪中的RTK技術(shù)

地質(zhì)工程勘察測繪基于GPS技術(shù)，經(jīng)過控制網(wǎng)絡(luò)解算完成后，就可以使用WGS84坐標(biāo)和本地坐標(biāo)，以建立坐標(biāo)變換模型，并利用RTK技術(shù)進(jìn)行加密控制點(diǎn)測量面積，以這是一個地形測量根控制點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，以便能夠縮短外業(yè)工作時間。

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

以某工程為例進(jìn)行分析，某地屬于丘陵地形，植被較少，交通不便地表多被經(jīng)濟(jì)林和雜草覆蓋。其測量難度為中，為了能夠?qū)こ虦y繪需求進(jìn)行滿足，對本區(qū)域布設(shè)四等GPS控制網(wǎng)，對GPS測量技術(shù)進(jìn)行使用，在現(xiàn)場布設(shè)了4個GPS控制網(wǎng)，同時還埋設(shè)4座標(biāo)石。其中本次測量中實(shí)時測量的四等GPS控制網(wǎng)，其邊長最大為6.7KM，最短則為0.6KM，其平均長度則為3.0KM。將其點(diǎn)位均勻的分布在整個測量區(qū)域之內(nèi)，確保其每個點(diǎn)均具有通視方向，這樣非常為其全站儀加密提供了一定方便。需要注重的是對于點(diǎn)位的選著一定要合適，確保其可以長期進(jìn)行保存，并且其標(biāo)石需要露出地面3～5cm，這樣在尋找過程中比較方便。同時其基線向量通過同步環(huán)和異步環(huán)檢驗(yàn)，其均在限差范圍之內(nèi)。經(jīng)過測繪，其結(jié)果完全能夠?qū)こ痰膶?shí)際需求進(jìn)行滿足。通過上述分析可知，在地質(zhì)工程勘測中通常都會出現(xiàn)交通不便、已知控制點(diǎn)少的問題，如果在此測繪中依然采用傳統(tǒng)測量手段，那么不但其布網(wǎng)存在一定的難度，同時還無法對其測量高精度要求進(jìn)行滿足。但是如果采用GPS技術(shù)測設(shè)控制網(wǎng)，那么這種方法的適應(yīng)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)方法，其網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)不但靈活，而且簡單，即便是在和一直控制點(diǎn)較遠(yuǎn)地區(qū)也能夠?qū)嵤┻B接，同時進(jìn)行控制網(wǎng)的定位和定向。同時這種方法還對點(diǎn)位之間無法通視問題進(jìn)行了有效解決，在外施工測量，其結(jié)果受到天氣變化的影響較小。

5　GPS技術(shù)對地質(zhì)測繪工作的重要意義

通過地質(zhì)測繪能夠幫助判斷有效的土地資源開發(fā)利用形式，避免出現(xiàn)土地資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。GPS在野外山區(qū)等艱苦環(huán)境下的引用保障了工作人員的安全之外更減少了其工作量。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高地質(zhì)測繪工作的準(zhǔn)確度，使工作開展的質(zhì)量更高。預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害也是GPS技術(shù)在地質(zhì)測繪工作中比較受推崇的原因，尤其是在災(zāi)害高發(fā)地區(qū)對地質(zhì)進(jìn)行高頻檢測可以在災(zāi)害發(fā)生前做好防護(hù)措施，將廣大群眾的經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

［1］楊雪樵.淺析GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用 ［J］.價值工程，2014（17）.

P228.4［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-350-1