1、GPS 在地质测绘工作运用探讨摘要：随着科技的发展，这几年来 GPS 技术得到了很大的提高，因 GPS 技术具有很多优点，在我国得到了广泛的运用。本文探讨了 GPS技术在地质测绘工作中的运用，从控制网的布设、勘探线的测定、地形测图等方面进行了分析探讨，具有较强的价值性和创新性。 关键词：GPS；地质测绘；测量技术；运用 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 近年来，随着国家政策的倾斜，地质勘查事业迎来了发展春天。地质勘查市场的迅速崛起，对地质测绘工作提出了更高的要求。自 GPS 技术应用于测量工作以来，因其精度高、全天候、成本低和效率高等特点被广泛应用于测绘行业及其他领域，它作
2、为野外定位的最佳工具正逐步成为现代测量的主要手段。在野外地质勘查找矿方面，GPS 技术能适应地质勘查中矿区预查、普查阶段各类勘察工程放样、测图的技术要求，大幅度地提高了野外工作效率。 1 地质勘探区 GP S 控制网的建立 通常将应用 GPS 技术建立的控制网称为 GPS 网，在城市或矿区或其它工程中建立的一般为局部 GPS 控制网。 1.1 布网原则 对于一个新的地质勘探矿区，在没有大比例尺地形图的情况下，首先应建立一个勘探区控制网，作为地质勘探工程最基本的控制网。勘探区 GPS 控制网一般采用分级布设，这种布网方式不仅有利于根据测区的近期需要和远期发展分阶段布设，还可以使全网形成长短边相结
3、合的结构，减少网的边缘误差的累积，同时也便于 GPS 网数据处理和成果检核分段进行。 1.2 精度要求 根据工程需要和测区实际要求，选择 D 级 GPS 网作为测区首级控制网。各项精度要满足 GPS 测量规范，要求平均边长 5km10km，边数要求大于 8 条，最弱边相对中误差小于 1/45000，GPS 接收机标称精度的固定误差 10mm，比例误差系数 b1010- 6。 1.3 网形设计 GPS 网形设计与控制点分布有关，为使整个网形的点位中误差值能够均匀，最好使网形依控制点的分布来设计。 1.3.1 依平面控制点分布 网状测区：最好有至少 3 个已知控制点分布在测区外围的四个象限，若已知
4、三角点（控制点）位于测区外面，则测区外缘与该已知点之距离最好不超过 20km。 线状测区：最好有至少 3 个已知控制点分布在测区之两端及中央，且每隔 30km 左右最好有 1 个已知控制点。 1.3.2 依高程控制点分布 网状测区：一般而言，在每 10km10km 范围内需有 4 个已知水平点做为控制点，且分布于测区周围。若欲得较高之高程精度时，可在测区内加密水平高程控制点，通常待测点与已知水平点相距最好不超过5km。 线状测区：最好有至少 4 个已知控制点分布在测区之两端及中央。当线状测区区域较大时，在每 10km10km 范围内需有已知水平点作为控制点。 1.4 观测计划 根据 GPS 卫
5、星的可见预报图和几何图形强度（空间位置因子 PDOP） ，选择最佳观测时段（卫星多余 4 颗，且分布均匀，PDOP 值小于 6） ，时段安排最好能避开中午时段观测。 2 野外施测 2.1 选点 由于 GPS 测站之间不要求一定通视，并且图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便，尤其适合山区中的地质勘探工作。但考虑到 GPS 测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑如下几个方面因素。 点位远离大面积水面，以避免多路径效应； 点周围高度角 15以上不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收； 点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰； 点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展
6、、易于保存的地方，以便日后观测和使用； 选点结束后，填写点之记。 2.2 观测 进行 GPS 静态测量时，GPS 接收机的天线在整个观测过程中的位置是静止的。每台机应同时开机。每时间段开始和结束前各记录一次观测卫星号、天气状况、实时定位经纬度和大地高 PDOP 值等。记录每台机仪器高。在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量，通过接收到的卫星数据的变化来求得待定点的坐标。在测量中，GPS 静态测量的具体观测模式是多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间由 40 分钟到十几小时不等。 3 数据处理 GPS 测量数据处理主要包括基线解算和 GPS 网平差。通过基线解算
7、，将外业采集的数据文件进行整理分析检验，剔除粗差，检测和修复整周跳变，修复整周模糊度参数，对观测值进行各种模型改正，解算出合格的基线向量解。在此基础上，进行 GPS 网平差，或与地面网联合平差，同时将结果转换为地面网的坐标。数据处理一般由软件来完成。以南方静态数据处理软件 4.0 为例： 新建项目文件，读入观测数据； 点击“数据输入” ，根据提示输入已知点坐标； 解算基线，求取闭合差；（解算基线的目的是剔除粗差，求得合格的基线向量，并通过求闭合环的闭合差，评定基线的质量） 网平差及高程拟合：GPS 网平差是将基线处理得到的基线向量所组成的基线向量网进行平差计算，消除图形条件的不符值，以求得 G
8、PS 网点的坐标，同时通过高程拟合，求各网点高程，最后进行精度评定； 成果输出。 4 RTK 技术的应用 在控制网解算完成后，应用测量所得的 WGS-84 坐标和地方坐标，通过点校正建立坐标转换模型，应用 RTK 技术在测区内加密控制点，作为地形图测绘的图根控制点。同时选取测区内空旷的地区，用 RTK 直接测量地形图，这样不仅地形图精度高，而且大大缩短了外业作业时间。 5 勘探线剖面测量 在基线点上设站，架设仪器，设相邻的基线点方向为零方向。顺时针旋转望远镜 90施测剖面，在勘探线方向点依次运用 GPS 测定各地形点、工程位置点的坐标及高程；再顺时针旋转望远镜 180方向，依次运用 GPS 测
9、定各地形点、勘探工程点的坐标及高程。外业测量结束后，经室内资料整理，最后绘制成剖面图。此方法特别适用于通视良好、地势较平坦地区。 6 在竣工测量中的应用 常规的竣工测量方法（如经纬仪、测距仪等)通常是布设控制网点后进行测量。这种方法要求点间通视，且测量精度不均匀，在外业中不能实时获得测量成果。竣工测量一般时间要求紧迫， 而且测绘的内容比普通测图要求更为详尽，因此选择 GPS 进行竣工测量成为一项重要内容。利用 GPS 进行竣工测量要注意以下几点： 在丘陵地区 GPS 的作用距离不应超过 4 米，否则其观测精度无法得到保障。 丘陵地区在高程方面，采用一个观测条件最好且距离测区较近的控制点进行投影
10、解算，其结果是最可信的，不宜采用两点或两点以上控制点进行高程投影解算。 在具体的竣工测量中，若 GPS 接收机观测条件有一定限制，在竣工细部测量中可以使用全站仪与 GPS 相结合的方式。因此， GPS 技术进行竣工测量能实时知道定位结果精度，可以高精度并快速地测定工程点的坐标， 能够满足验收的要求， 非常适合工程建设各项验收测量工作的需要，对工程建设的验收工作起到了更好地作用，使工程质量得到切实的保证。 结语 GPS 技术以其独特而强大的功能与优点充分显示了它在地质勘查领域发展的优越性，以及更大、更广阔的发展空间。将 GPS 技术用于矿区各类勘查工程的测图和放样，能很好地解决矿区以往勘查工程布设精度低、效率差的缺点，大幅度提高了野外工作效率，并在很大程度上节省了人力、物力、财力。 参考文献： 1李征航，黄劲松.GPS 测量与数据处理M.武汉：武汉大学出版社，2005. 2王新力浅谈 GPS 在地质测绘工作中的应用J安徽建筑，2009(12) 3崔信国GPS 在工程测量中的应用研究 J第 3 届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集C，2008 4王春来王合群地质勘探工程测量在大型矿区的实施J科技信息，2009(9) 5毛开森.GPS 高程测量在地质矿产勘查中的精度探讨J.中国西部科技，2008(29).
