礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探工程測量一般過程中GPS RTK的應(yīng)用

王俊文

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○七隊(duì)，黑龍江綏化152000）

礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探工程測量一般過程中GPS RTK的應(yīng)用

王俊文*

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○七隊(duì)，黑龍江綏化152000）

地質(zhì)勘探工程測量是工程測量學(xué)的一個(gè)分支，是地質(zhì)勘探工作的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。它的工作進(jìn)度的快慢，作業(yè)成果和成圖質(zhì)量的優(yōu)劣，都直接影響著地質(zhì)勘探工作的速度和地質(zhì)成果的質(zhì)量。在一個(gè)礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探工程測量一般過程中GPS RTK與傳統(tǒng)測量方法相比較，顯示出GPS RTK在礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探工程測量中傳統(tǒng)測量方法所無法比擬的優(yōu)勢(shì)作用。

地質(zhì)勘探工程測量；傳統(tǒng)測量方法；GPS RTK

地質(zhì)勘探工程測量是工程測量學(xué)的一個(gè)分支，是地質(zhì)勘探工作的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。它貫穿在地質(zhì)勘探工作的全過程，成為地質(zhì)勘探工作不可分割的一部分。它的工作進(jìn)度的快慢，作業(yè)成果和成圖質(zhì)量的優(yōu)劣，都直接影響著地質(zhì)勘探工作的速度和地質(zhì)成果的質(zhì)量。以往，地質(zhì)勘探工程測量大多采用傳統(tǒng)的控制測量、工程測量方法進(jìn)行礦區(qū)控制網(wǎng)的建立和地質(zhì)工程的施測。由于該類測量工程多在山區(qū)作業(yè)，地形變化較大、通視條件較差，使得傳統(tǒng)的測量方式在網(wǎng)形布設(shè)、誤差控制等多方面受到很大限制，同時(shí)傳統(tǒng)測量方法作業(yè)時(shí)間較長，直接影響了地質(zhì)勘探工程的正常進(jìn)展。

近幾年來，隨著GPS RTK技術(shù)的日趨成熟和普及，以及國產(chǎn)GPS RTK儀器價(jià)格的不斷下調(diào)，使得越來越多的地勘單位購買、使用GPS RTK這一先進(jìn)技術(shù)成為可能。GPS RTK技術(shù)引入地質(zhì)勘探工程測量，將從根本上改變了這一領(lǐng)域傳統(tǒng)的野外測量工作模式，為地質(zhì)勘探工程測量提供了十分有利的條件。針對(duì)實(shí)際工作情況，使用這一先進(jìn)技術(shù)將會(huì)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，也使得野外測量技術(shù)水平得到了顯著提高。本文不再對(duì)GPS RTK的作業(yè)原理進(jìn)行闡述，只是就在一個(gè)礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探工程測量的一般過程，來簡單談一下與傳統(tǒng)常規(guī)測量儀器和測量方法相比使用GPS RTK技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)作用。

1 礦區(qū)建立測量控制網(wǎng)

礦區(qū)測量控制網(wǎng)不僅是礦區(qū)地形測量的基本控制，而且是礦區(qū)各項(xiàng)勘探工程測量的基礎(chǔ)?？碧降V區(qū)的平面和高程控制網(wǎng)及其加密圖根控制，應(yīng)根據(jù)勘探礦區(qū)的大小、基本地形圖比例尺、地形條件及各種勘探工程對(duì)控制網(wǎng)的精度要求等因素合理布置。傳統(tǒng)的布網(wǎng)方法所使用的儀器多為經(jīng)緯儀、測距儀或全站儀，布設(shè)方法是依據(jù)收集到的國家三角點(diǎn)或高等級(jí)控制點(diǎn)逐級(jí)進(jìn)行加密。控制網(wǎng)的形狀決定于礦體形狀和分布范圍，布設(shè)形式一般為三角鎖、三角網(wǎng)或?qū)Ь€形式。無論選擇哪一種布網(wǎng)形式，使用哪一種儀器進(jìn)行觀測，都必須要求點(diǎn)位之間必須相互通視，圖形中觀測邊長要均勻，觀測角度要適中。我們知道，要達(dá)到這些要求，外業(yè)選點(diǎn)、觀測的工作量是巨大的，內(nèi)業(yè)平差計(jì)算也是相當(dāng)繁瑣的。

使用GPS RTK技術(shù)布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，無需點(diǎn)間相互通視，不用逐級(jí)加密，就可以靈活、高精度地進(jìn)行各種控制測量工作。礦區(qū)內(nèi)或附近最少只需有一個(gè)已知點(diǎn)，這樣就可以做單點(diǎn)校正（可看作是三參數(shù)改正，因?yàn)榈V區(qū)一般面積不大，多在數(shù)平方公里或數(shù)十平方公里之間，三參數(shù)改正一般可滿足精度要求）?？梢杂行Ы鉀Q只有一個(gè)已知點(diǎn)而無已知方位時(shí)，使用常規(guī)測量儀器無法作業(yè)的問題。外業(yè)觀測時(shí)既能實(shí)時(shí)獲得定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)獲得定位精度，這樣可以大大提高作業(yè)效率，其精度可以達(dá)到厘米級(jí)。如需要提高其觀測的精度，可采用快速靜態(tài)模式或靜態(tài)模式觀測即可實(shí)現(xiàn)。

2 礦區(qū)地形測量

礦區(qū)地形測量系為地質(zhì)勘探、工程設(shè)計(jì)、地形地質(zhì)圖的編繪，提供地形底圖。其比例尺大小隨勘探礦區(qū)的礦種和礦床類型，以及對(duì)礦體儲(chǔ)量計(jì)算要求的精度不同而定。

常規(guī)的測圖方法一般為大平板儀測圖、經(jīng)緯儀記載法測圖等。通常需要先布設(shè)控制網(wǎng)，在高等級(jí)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上逐級(jí)加密，最后依據(jù)圖根點(diǎn)測定地物、地貌點(diǎn)在圖上的位置，并按照?qǐng)D式規(guī)定編繪成圖。外業(yè)需要在野外用聚酯薄膜圖紙進(jìn)行實(shí)地展點(diǎn)，作業(yè)時(shí)間長，觀測難度大，精度不高。內(nèi)業(yè)作鉛筆原圖，等高線的勾繪，地物的展繪，圖形接邊等工作復(fù)雜繁瑣，基本處于手工制圖階段。隨著全站儀和專業(yè)測圖成圖軟件的出現(xiàn)、使用，使野外數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)成圖實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。

而使用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行地形測圖，更能體現(xiàn)出其它測圖手段無法比擬的優(yōu)勢(shì)?？梢愿呔炔⒖焖俚販y定各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)，甚至可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，測定地物、地貌點(diǎn)的坐標(biāo)。碎部點(diǎn)采集時(shí)，其最大特性是不需要測站點(diǎn)與被測的周圍地物、地貌等碎部點(diǎn)之間通視。只需1～2人手持移動(dòng)站在待測的碎部點(diǎn)上等待幾秒—幾十秒鐘，輸入地形特征編碼，在點(diǎn)位精度合乎要求的情況下，通過手薄記錄采集碎部點(diǎn)坐標(biāo)。把一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形特征點(diǎn)測定后，室內(nèi)通過專業(yè)軟件編輯輸出所要求的地形圖。這樣在很大程度上減少了測量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并大大提高了測圖的工作效率。

3 布設(shè)和定測各種勘探工程

布設(shè)和定測各種勘探工程，布設(shè)和施測勘探線剖面、勘探坑道、測定地質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)位等，隨著地質(zhì)勘查工作的進(jìn)展，貫穿在整個(gè)地質(zhì)勘查過程中。一般先進(jìn)行地質(zhì)測量及部分勘探線剖面測量和勘探網(wǎng)的定位聯(lián)系測量，然后按地質(zhì)的設(shè)計(jì)進(jìn)行工程布設(shè)及施工測量，最后定測工程坐標(biāo)及施測所有儲(chǔ)量計(jì)算及編繪圖件所需的勘探線剖面。

布設(shè)和定測各種勘探工程，就是根據(jù)設(shè)計(jì)資料，運(yùn)用各種測量方法把設(shè)計(jì)的工程位置布設(shè)到實(shí)地，以供探礦工程在實(shí)地施工，或?qū)⒖⒐さ墓こ涛恢脺y制到圖上。常規(guī)的布設(shè)和定測方法多是使用經(jīng)緯儀、全站儀采用邊角交會(huì)或極坐標(biāo)法等進(jìn)行施測，這些都離不開測設(shè)角度、距離和高程。同時(shí)在測設(shè)過程中還要求點(diǎn)間通視情況良好，外業(yè)選點(diǎn)、觀測復(fù)雜繁瑣且精度不高，在生產(chǎn)應(yīng)用上效率低，有時(shí)放樣或定測過程中遇到困難，還要借助于很多方法才能實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在使用GPS RTK進(jìn)行測量，可以方便、高效、高精度得到所需點(diǎn)位的坐標(biāo)。在進(jìn)行工程布設(shè)時(shí)，只需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到手薄中，手持移動(dòng)站接收機(jī)，它會(huì)提醒你走到要放樣點(diǎn)的位置，既迅速又方便。定測時(shí)只需在待測點(diǎn)位上等待十幾秒鐘，在點(diǎn)位精度合乎要求的情況下通過手薄記錄坐標(biāo)即可完成。由于GPS RTK技術(shù)是通過點(diǎn)位坐標(biāo)來直接放樣或直接定測的，不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，不但觀測精度高而且精度均勻。觀測時(shí)只需1～2人操作，省時(shí)省工，提高了工作效率，使工程變得更經(jīng)濟(jì)。

4 礦區(qū)物、化探測網(wǎng)布設(shè)

一般在物、化探工作開展之前，按普查或詳查網(wǎng)度要求，作為單獨(dú)的工序進(jìn)行。通常先布設(shè)測網(wǎng)基線，再測設(shè)測線，最后進(jìn)行測網(wǎng)的定位聯(lián)測。物、化探測網(wǎng)是由若干條測線和測線上的一些等距或不等距的測點(diǎn)組成，其布設(shè)方法應(yīng)視物、化探工作的性質(zhì)、工作比例尺、測區(qū)地形、地貌情況等因素而定。一般礦區(qū)施測較大比例尺物、化探測網(wǎng)時(shí)較常用的方法為測網(wǎng)法——即使用經(jīng)緯儀、全站儀進(jìn)行實(shí)測，作業(yè)程序?yàn)椋菏紫雀鶕?jù)測區(qū)內(nèi)測量控制點(diǎn)，按物、化探工作設(shè)計(jì)中規(guī)定的基線端點(diǎn)位置和基線方向，將基線布設(shè)在實(shí)地，并以規(guī)定點(diǎn)距測出各基點(diǎn)位置。然后根據(jù)基點(diǎn)位置，測設(shè)測線并按規(guī)定點(diǎn)距測定測點(diǎn)位置。

而使用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行物、化探測網(wǎng)的布設(shè)，只需將設(shè)計(jì)好的基線端點(diǎn)坐標(biāo)、測線端點(diǎn)坐標(biāo)輸入到手薄中。選擇線放樣模式進(jìn)行測量，線放樣過程中根據(jù)距離提示及左右偏差提示實(shí)地布設(shè)測點(diǎn)點(diǎn)位。這樣一來，使原本繁重的外業(yè)工作變得相對(duì)輕松了許多，大大提高了野外作業(yè)的工作效率。

5 結(jié)束語

GPS RTK技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘探工程測量，無論是控制測量、地形測量還是布設(shè)和定測各種勘探工程、物化探測網(wǎng)，都顯示出其獨(dú)特的、無法比擬的優(yōu)勢(shì)作用。GPS RTK的測量精度、作業(yè)速度和經(jīng)濟(jì)效益都較好，GPS RTK將會(huì)逐步替代傳統(tǒng)常規(guī)的測量方法，成為地質(zhì)勘探工程測量的主要手段。使地質(zhì)勘探工程測量為地質(zhì)勘探事業(yè)服務(wù)的內(nèi)容和范圍更加廣泛，從而更好地為地質(zhì)勘探事業(yè)服務(wù)。

[1]霍宇柱，等.地質(zhì)勘探工程測量[M].測繪出版社,1979. [2]地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.

[3]張正祿，等.工程測量學(xué)[M].武漢大學(xué)出版社,2005. [4]周忠謨.GPS測量原理及應(yīng)用[M].測繪出版社,2002.

TU198.2

B

1004-5716(2015)08-0141-02

2014-08-14

王俊文（1967-），男（漢族），吉林公主嶺人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)測量生產(chǎn)與技術(shù)管理工作。