探索地質(zhì)勘測中GPS定位技術(shù)的應用

金江峰

【摘要】由于地質(zhì)勘測的技術(shù)水平與勘測質(zhì)量直接關(guān)系到工程項目的質(zhì)量，所以地質(zhì)勘測在工程項目的重要性毋庸置疑。如何利用成熟、先進的地質(zhì)勘測技術(shù)提高工程質(zhì)量，已成為當下噬待解決的問題。本文就如何在工程項目的地質(zhì)勘測中應用GPS技術(shù)進行了探討，旨在提高地質(zhì)勘測技術(shù)應用價值。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘測；GPS；應用；探索

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，使得GPS技術(shù)在地質(zhì)勘測中得以廣泛應用。不僅解決了傳統(tǒng)勘測的困難，同時也縮短了地質(zhì)勘測的時間，提高了勘測工作效率。在地質(zhì)勘測中采用GPS技術(shù)，可以利用衛(wèi)星定位技術(shù)準確地定位和測量，進而有效的提高檢測的精度和準確性。因此，為了獲得更加可靠的數(shù)據(jù)和保障工程質(zhì)量，在地質(zhì)勘測中采用GPS技術(shù)是十分必要的。

1. GPS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System-GPS）是一種定時和測距的空間交會定點的導航系統(tǒng)，可以向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置、三位速度和時間信息，為海、陸、空三軍提供精密導航，向特殊用戶進行授時，還可以用于情報收集、核爆檢測、應急通訊和衛(wèi)星定位等一些軍事目的。但是當在軌衛(wèi)星數(shù)小于其自身要求及對空通視受遮擋的條件下，便不能保證正常解算，一定程度上會影響定位的精度和可靠性。隨著俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS）的不斷完善，利用（GLONASS）來改善GPS性能的雙星系統(tǒng)（GLONASS+GPS）已由美國Ashtech公司研制成功，這種全天候、全地域、高精度的系統(tǒng)為用戶提供了更為完善的接收設備，使上述不足得以有效解決。

2. GPS 技術(shù)在地質(zhì)勘測中的應用前景

隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長及振興東北老工業(yè)基地計劃的實施， 地質(zhì)找礦事業(yè)迎來前所末有的發(fā)展機遇， 這就對地質(zhì)勘測提出了更高的要求， 隨著地質(zhì)勘測行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設備的發(fā)展， 地質(zhì)勘測已實現(xiàn)MAPGIS 、CAD 化， 有些軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測繪產(chǎn)品的支持；建立勘測、設計、施工、后期管理一體化的數(shù)據(jù)鏈， 減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié)， 是地質(zhì)勘測設計“內(nèi)外業(yè)一體化” 的要求。

目前地質(zhì)勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備， 但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制， 作業(yè)強度大， 且效率低， 大大延長了設計周期。勘測技術(shù)的進步在于設備引進和技術(shù)改造， 在目前的技術(shù)條件下引入GPS 技術(shù)應當是首選。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比， GPS 無嚴格的控制測量等級之分， 不必考慮測點間通視， 不需造標， 不存在誤差積累， 可同時進行三維定位等優(yōu)點， 在外業(yè)測量模式、誤差來源和數(shù)據(jù)處理方面是對傳統(tǒng)測量觀念的革命性轉(zhuǎn)變。

3. GPS技術(shù)及其原理

GPS是由地面監(jiān)控站、用戶設備和空間衛(wèi)星星座三個部分組成，其中空間衛(wèi)星包含21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星；地面監(jiān)控站是由一個主控站和三個注入站及五個監(jiān)測站組成；用戶設備主要包含數(shù)據(jù)處理軟件、GPS接收機和用戶終端設備等組成。在GPS的各個組成部分相互協(xié)調(diào)工作才能夠確保定位準確而獲取準確的數(shù)據(jù)。在進行測距的過程中，空間衛(wèi)星會向廣大的用戶發(fā)送導航定位信號，然后GPS接收機接收導航定位信號，最后由用戶端的數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)處理，在數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)軟件處理后在經(jīng)由客戶終端的顯示設備顯示出來，進而獲取測量的距離。

4. GPS技術(shù)在地質(zhì)勘測中的具體應用

目前地質(zhì)勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備，但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強度大，且效率低，大大延長了設計周期?？睖y技術(shù)的進步在于設備引進和技術(shù)改造，在目前的技術(shù)條件下引入GPS技術(shù)應當是首選。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)比，GPS無嚴格的控制測量等級之分，不必考慮測點間通視，不需造標，不存在誤差積累，可同時進行三維定位等優(yōu)點，在外業(yè)測量模式、誤差來源和數(shù)據(jù)處理方面是對傳統(tǒng)測量觀念的革命性轉(zhuǎn)變。當前，用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法，可以很好地按地質(zhì)勘探工作的需要，為勘探礦區(qū)進行控制測量和各種比例尺地形圖的測繪；根據(jù)地質(zhì)勘探工程的設計，在實地定點、放線，測設工程的施工位置和方向，指導地質(zhì)勘探工程的施工；及時、準確地測定已施工的勘探工程的坐標和高程，為儲量計算和編寫地質(zhì)報告提供必要的測繪數(shù)據(jù)和資料，這僅僅是GPS在地質(zhì)勘測中應用的初級階段。GPS在地質(zhì)勘測中的應用方面主要有以下幾點：

4.1 GPS水準高程在地質(zhì)勘測中的應用

雖然在地質(zhì)勘測測量中可以應用GPS水準高程，但是一般是針對一些小的測量項目。采用GPS水準測量法和國家高程網(wǎng)進行聯(lián)合測量，在每一個聯(lián)測的點做好標記，同時確保聯(lián)測的距離小于10千米，這樣測量的結(jié)果能夠滿足四等水準測量的要求，進而達到預期的測量效果，保證了數(shù)據(jù)的準確性和精度。

在地質(zhì)勘測中，GPS靜態(tài)相對定位的過程中，對于一些沒有固定解的基線需要進行優(yōu)化處理。如果能夠較長時間進行觀測和有較多的觀測衛(wèi)星，獲得更多有關(guān)基線解的信息。然后對這些信息加以詳細的分析和研究，進而減小數(shù)據(jù)誤差。通過對不合理的數(shù)據(jù)進行刪除，將所有的數(shù)據(jù)連成一條基線，這樣就能夠得到較為滿意的基線解的結(jié)果，從而獲得更為準確的數(shù)據(jù)，提高地質(zhì)勘測的效率，節(jié)約測量的時間。

4.2 圖根控制測量的應用

在使用圖根控制測量時，需要在首級控制點的基礎上，使用GPS接收儀進行圖根控制測量。在具體的測量過程中需要進行細致的觀測，同時的接收衛(wèi)星的同步觀測數(shù)據(jù)和基站的數(shù)據(jù)，并且還要及時的解算結(jié)果。在解算結(jié)果趨于某一值時，就可以結(jié)束實時觀測。如果在觀測的過程中采用傳統(tǒng)的測量方法，將會受到多種因素的影響，并且在有些自然環(huán)境特別惡劣的區(qū)域是難以完成測量工作的。但是采用GPS技術(shù)中的圖根控制測量法能夠解決上述的這些問題，并且還能夠保障數(shù)據(jù)的準確性和精度，為相應的工程提供準確、有效的數(shù)據(jù)，進而確保工程的質(zhì)量。

4.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用

傳統(tǒng)的地質(zhì)勘測大都是依靠人力手工操作，所以難免在地質(zhì)勘測測量的過程中出現(xiàn)失誤，最后導致各類工程安全隱患的出現(xiàn)。但是，在GPS繪測技術(shù)的支持下，對那些地質(zhì)情況比較復雜的地區(qū)能夠進行更加準確的測量。最后融合了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠快速的在計算機上顯示出三維立體圖像，這樣進行的繪測效果也更逼真，更加有現(xiàn)實感。除此之外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能夠?qū)⒐こ汤L測的所有流程細節(jié)顯示出來，并且對重點的測量項目以及要注意的地方標示出來，這樣就能夠有效的分清出繪測工作的重點。在實際進行測量之前進行必要的模擬流程既能夠提前發(fā)現(xiàn)工程繪測中可能出現(xiàn)的問題，還能夠保證實際測量過程的順利進行，更是對安全性和技術(shù)性的一個有效保障。目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用到大多數(shù)的工繪測中，以便提前進行繪測工作的演練，這也是一個發(fā)現(xiàn)問題改正問題，提高繪測工作的有效途徑。

結(jié)束語

綜上所述，隨著科技不斷的進步，GPS 技術(shù)的應用也會逐漸成熟，其應用范圍只會更廣，應用價值也會更高。在實際的地質(zhì)勘測中不斷提高了測量要求，原有的勘測技術(shù)也應作出與時俱進的改變，將GPS 技術(shù)運用在地質(zhì)勘測工作中，有利于提高測量數(shù)據(jù)的精確性，為保證工程質(zhì)量提供了基礎依據(jù)。

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