GPS 測量技術在地質找礦中的應用分析

李芬

（黑河市愛輝區礦產資源項目服務中心，黑龍江 黑河 164300）

一、GPS 系統的概述

（一）GPS 的基本原理

GPS 定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，根據測量中的距離交會定點原理，來確定待測點的位置。GPS 起始于1958 年美國軍方的一個項目，1964 年投入使用。到1994 年，全球覆蓋率高達98%的24 顆GPS 衛星星座己布設完成。

（二）GPS 的組成成分

1.GPS 地面監控站。地面監控站由一個主控站、三個注入站和五個監測站組成，它的主要功能是進行數據觀測然后將得到的數據進行導航傳送到相應衛星存儲器中，主控站將在監控站得到的觀測數據進行計算，可以得到軌道參數和鐘差參數并將之轉換成導航電文，然后這些數據被傳送到注入站，在這里進行數據的注入，接著導航電文就被傳送到相應的存儲器中。

2.GPS 用戶設備。用戶設備由GPS 接收機、數據處理軟件和終端設備（如計算機）組成，它的主要功能是捕獲信號然后進行信號的交換、放大和處理并將信號釋放，其中GPS接收機其主導作用，如GPS 接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，然后將信號經數據處理軟件處理過后再通過終端設備將GPS 接收機中心的三維坐標求出來。

（三）GPS 的信息采集過程

GPS 是以衛星為基礎的無線電導航定位系統，具有多種功能，包括全能性（如陸地、海洋、天空和航天等方面）、全天候、全球性、實時性和連續性的導航、定位和定時的功能。GPS 感應系統最大的特點是精確，整個感應系統由多個部分組成，空間導航星座、地面控制站、GPS 用戶定位設備和地面通信網等都屬于GPS 感應系統。GPS 的用戶設備的核心部分是GPS 接收機，因此GPS 用戶設備又叫GPS 接收機，它由天線、接收機、信號處理器和顯示器四部分組成。其具體數據轉換過程可以分為三個過程：傳感器采集并進行信號的放大；放大的信號經信號電纜傳輸到地下數據交換中心；然后信號由計算機進行實時感應，對各個感應點位移情況分析。

二、GPS 測量技術在地質找礦中應用的特點

GPS全球定位網已完全投入運行，其定位功能依賴于人造衛星的發射成功和面積覆蓋，只要在地球上任何地方、任何時間同時接收到4 顆以上衛星的信號就可以進行定位工作。近年來，因GPS 定位技術具有很多優點，如精度高、全天候、成本低、效率高等，GPS 已經廣泛應用于大地測量、工程測量、地殼形變監測等各種測量工程中。GPS 是進行定位的一個良好的工具，它綜合應用現代遙感技術研究地質規律，通過對不同礦物、巖石特征進行圖像處理和信息提取，從宏觀的角度識別不同的地質體。此外，在GPS 定位的基礎上結合其他地質資料進行綜合分析，能夠對地表地質體的幾何特征進行全面、客觀地記錄，從而實現對一定地區內的地質情況進行判斷，正是因為GPS 感應系統的這些優點，在進行地質找礦方面得到許多一線技術人員的選擇和青睞。

三、GPS 測量技術在地質找礦中的應用

（一）地質工程測量

地質工程測量，第一步就是地形測繪。這樣就是為了給礦區提供地形圖，而地形圖的比例尺不盡相同，依據這些圖紙，來對各工程點的位置，比如井探、槽探等等來進行準確的測定。在以往的比較傳統的測圖方法中，較為突出的有經緯儀和測距儀等等，這種方法常分為三個步驟：（1）布設控制網點（2）加密次級控制網點（3）依據加密的控制點和圖根控制點。這些常見的傳統做法，有其存在的價值和優勢，然而時代在發展，科技在進步，很大程度上舊方法已經不能滿足了，應用新興技術是大趨勢。對此，GPS 技術強大的優秀特性：高速度、高精度、便捷操作以及低廉的費用等等。現在已經在測定各級控制點坐標以及其它地質工程測量上有廣泛的應用。

（二）GPS 網的建立

如果面對一個剛發現的礦區，卻沒有詳細的大比例的地形圖，這個時候就是GPS網的用武之地了。GPS 網，也即勘探網，是各種地質勘探工程最基本的控制網，所以面對上述情況首先就應該在礦區建立這樣一個GPS 網。在礦區，讓地質技術人員制作一個簡易的GPS 控制網，由此來確定起始基線點的坐標，然后才能進行測設基線的工作，這樣才能進行地質工作。想要完成其它地質工程測量的任務，就首先要建立好礦區的GPS 控制網，只有這樣，才能為地質工作省下不必要的開支和時間上的消耗，從而帶來更大的效益，不管是經濟上還是時間、人力上，這都是地質工作最愿意看到的結果。

（三）勘探線剖面測量

在確定好基線點之后，就要在基線點設站和架設儀器，進行測量工作的主線。將相鄰的基線點作為零方向，再按順時針方向，就可以對勘探線方向進行施測剖面。運用GPS，在勘探方向點依次測定各個勘探工程點、地形點的坐標，當把這些工作都完成之后，整理資料，便可繪制出礦區的剖面圖。

（四）GPS 測量數據的處理

GPS 測量的數據，要從最原始的觀測值出發，經過處理，最終才可以定位成功。數據處理一般有兩個階段，分別是GPS 網平差階段，GPS 基線向量解算階段，運用的數據處理軟件都是隨機軟件。經基線解算和高程擬合后，再由質量檢核，網平差和外業重測，最終得到GPS 控制點的三維坐標。根據情況解算后的相對精度會滿足地質工作的要求水準。這里僅是方法上的介紹，具體數據應以實際的礦區測量為準。

（五）GPS 在其他地質工作上的應用

除了地質找礦工作，GPS 在其他地質工作上也有廣泛的應用。例如在野外化探掃面即水系沉積的測量采樣工作中，就需要用到GPS 技術，并且在這里更是凸顯其強大的功能。由于GPS 的高精度定位，并且獲取坐標信息的時間非常之快，速度達到每一秒鐘就可獲取一次，利用航跡監控，更加確保能夠獲得精確的位置信息，并且可信度足夠高，從而也就保證了采樣的質量，對地質工作給予相當大的幫助。

結束語

隨著科學技術的發展，近年來，GPS 已經廣泛應用于大地測量、工程測量、地殼形變監測等各種測量工程中。其定位精度大幅度提高。GPS 技術是一種高科技先進手段，在GPS 定位的基礎上結合其他地質資料進行綜合分析，能夠對地表地質體的幾何特征進行全面、客觀地記錄，從而實現對一定地區內的地質情況進行判斷。因此，在進行地質調查和礦產資源勘查時GPS 成為眾多人的選擇。