地質勘探中的靜態(tài)GPS定位應用研究

奚向成

（河南省豫鶴同力水泥有限公司 河南鶴壁 458030）

地質勘探中的靜態(tài)GPS定位應用研究

奚向成

（河南省豫鶴同力水泥有限公司 河南鶴壁 458030）

隨著GPS技術的推廣與應用，我國在地質勘探工程中也引入了GPS定為技術，由此大幅的提升了測繪工作的準確程度，進而增強了勘探工程的施工效率。特別是在在地質勘探工作中引入靜態(tài)GPS技術，地質勘探工程中的測繪工作可謂進入了一個新的里程碑。本文主要探討了礦山地質勘探中GPS定位技術的應用，以期為相關人士提供一定的借鑒與參考。

靜態(tài)GPS定位；地質勘探；應用

引言

所謂GPS，即是指全球定為系統(tǒng)。主要有由GPS 星座、地面監(jiān)控站和用戶接收器組成。其具有一系列的優(yōu)勢特征，比如易操作、方法簡便、測量精準度高、作業(yè)周期短，并且不易受到外界環(huán)境條件的影響。應用于礦山地質勘探工程施工中，發(fā)揮了極具重要的價值與作用。

1 在礦山地質勘探工作中靜態(tài)GPS定位所發(fā)揮出的作用與價值

首先，在整體礦山地質勘探工程中，定位工作是首要環(huán)節(jié)，同時也是最為關鍵的環(huán)節(jié)，占據(jù)著相當重要的地位。在地表和井下布置鉆孔，明確井下礦層的具體方位，了解井下的構造形式等，這些施工內(nèi)容均需首先獲得精準的定位后才能順利進行后續(xù)工作。對鉆孔進行布置時，盡可能的以最短的距離，最好的時間，最佳的地質效果進行布置。在地質勘查工作過程中，因為地形出現(xiàn)變化的幾率很高，且礦體及地質構造等地質條件的變化也無規(guī)律可循。所以，地質勘探定位工作任務重、需要進行測試的點數(shù)量多，必須注重定位的工作質量，加強定位的準確性具有重要的意義；其次，在礦山勘察中引入靜態(tài)GPS系統(tǒng)，一定程度上能夠優(yōu)化開采區(qū)的具體范圍領域，較與傳統(tǒng)技術，其操作方法更加簡便、快速，在降低人力資源使用及工期的同時也極大降低了施工的盲目性。采用靜態(tài)GPS定為技術，可以很快的掌握開采區(qū)地質構造的發(fā)育狀態(tài)、礦體信息等全部地質情況信息資料，并能有效的保證信息的準確度。實施井下開采的施工過程中，地應力作用會漸漸的集中于礦體層內(nèi)，在同一應力場中，每一部分的應力并不均衡，如果開采施工未嚴格相關規(guī)范要求來進行，那么會對原有的應力平衡造成一定破壞，由此使記憶殘余應力驟然得到釋放，進而引發(fā)一系列的工程事故，嚴重影響了開采工作的順利進行。然而通過靜態(tài)GPS定為技術，能夠利用三維地震勘探技術對地質小構造的實際發(fā)育狀態(tài)進行一定的控制，實現(xiàn)地質勘查的預測效果，從而有效杜絕了安全隱患的發(fā)生。在地質勘查中使用三維地震勘探技術方法，在很大程度上能夠降低突發(fā)狀況的發(fā)生機率，由此大大提升了勘探工作的可靠性以及安全性。

2 在礦井地質勘探鉆孔定位及復測中靜態(tài)GPS的具體應用

一般情況下，對靜態(tài)GPS技術的測量速度的具體確定，是通過初始化的時間多少來進行的，而初始化時間又受多方面的因素制約，比如接收機的性能、接收衛(wèi)星的工作質量等等，若要以最短的時間進入工作狀態(tài)，那么初始化一般所需20秒至2分鐘時間不等。一般接收3至7顆以上的衛(wèi)星進行工作。

2.1 工作效率高

采用靜態(tài)GPS定位技術對礦井地質進行復測勘查時，礦山企業(yè)的內(nèi)部工作網(wǎng)絡必須和礦區(qū)三角控制網(wǎng)進行連接才能開展工作，由此是復測復測勘查的工作半徑平均增長了大約4千米，最長邊長也都在10千米內(nèi)，一般情況下，靜態(tài)GPS的工作半徑大約為20千米，在此種條件進行復測勘查，極大的滿足了靜態(tài)GPS工作條件。一般條件下，通過 3臺套儀器，每站設置一名工作人員對儀器實施操作，且完成搬運工作。每一操作站的工作時間達到40分鐘以上，這樣完全能夠求得該站三維值。在節(jié)約人力的同時提升了工作效率。

2.2 定位精度高

隨著靜態(tài)GPS技術的推廣與應用，其在礦區(qū)的工作范疇越來越廣，比如應用在工程點測量、地形地貌測量、采樣點定位等等。常規(guī)的地質勘查測量工作中，因受工作范圍所限，所測量的數(shù)據(jù)往往會出現(xiàn)一定的誤差情況，而靜態(tài)GPS技術的工作范疇在2-5千米之間，且在相關規(guī)程的要求時間內(nèi)進行工作，通常所獲得的平面高程精度均可以控制在 5毫米之內(nèi)，從而有效避免了誤差現(xiàn)象的發(fā)生。由此看出，通過GPS所觀測的精度遠遠優(yōu)于常規(guī)的測量方式，通常情況下，GPS基線向量的相對精度能夠保持在0.00001-0.000000001范圍，由此充分體現(xiàn)出了GPS技術的優(yōu)勢特征。

2.3 全天候作業(yè)

由于靜態(tài)GPS技術的工作條件比較寬泛，所受到制約因素不多，比如工作狀態(tài)下不受光線云層的環(huán)境條件所限，不用達到光學通歸的要求，只要具備電磁波通視以及空間通視的相關要求，即便在晚間、多云的氣候條件下也能夠進行正常作業(yè)，從而大大提升了作業(yè)效率，較與常規(guī)的測量方法，其具有著明顯的優(yōu)越性，達到了全天候作業(yè)。

2.4 內(nèi)業(yè)解算

一般情況下，根據(jù)相關解算程序，每4至6分鐘可以解算一組了，具有操作簡易、數(shù)據(jù)精確完整的特點。

2.5 選點方式靈活多樣，投入資金少

靜態(tài)GPS測量技術，對測站間的相互通視沒有具體的規(guī)范要求，選點的空間范圍廣，形式靈活多樣，且無需進行造標，極大降低了經(jīng)濟成本，同時減少了布網(wǎng)資金的投入。

3 在地質勘測工作中應用靜態(tài)GPS技術的弊端所在

3.1 傳播區(qū)域存在一定的誤差現(xiàn)象

在靜態(tài)GPS技術測量中，主要是通過電磁波的傳播方式，對衛(wèi)星與接收機兩者的距離進行計算，由此獲得準確的結果。距離是按照電磁波傳播時間以及傳播的速度來進行確定的，當電磁波的傳播時間得到確定，然而其傳播速度并不是唯一的，不同時空條件下，傳播速度是不同的，比如大氣層中的電離層與對流層會對電磁波的信造成極大的影響，GPS系統(tǒng)只能對傳播速度進行平均計算，由此一定程度上降低了結果的精準度。

3.2 影響觀測點精度存在一定的誤差

GPS技術獲取相關的數(shù)據(jù)的方式主要是通過接收衛(wèi)星發(fā)射的信號經(jīng)處理后得到點位坐標，通常情況下，靜態(tài)GPS測量觀測點的位置不會發(fā)生變化，而隨著測量區(qū)域的改變，所選擇的控制點位置極可能會隨之發(fā)生改變，致使信號的接收受到一定干擾，由此不利于信息的采集工作，從而使坐標點可能發(fā)生一定的誤差情況。

3.3 地形復雜多樣的區(qū)域作業(yè)，產(chǎn)生一定的誤差

GPS測量技術一般對信號的固定性有著較高的要求，因此其測量工作尤適于平整遼闊、具備良好的通視條件的區(qū)域實施，當處于地形復雜多變的礦山或者通視條件不佳的林區(qū)、山區(qū)等區(qū)域時，由于這種區(qū)域存在著干擾信號傳播的很多障礙物，比如樹木、山峰、峭壁等均會不利于信號的正常接收，甚至接收不到信號，嚴重影響了數(shù)據(jù)測量的精準度，從而產(chǎn)生一定的誤差。

結束語

在地質勘查工作中，靜態(tài)GPS定為技術發(fā)揮著極其重要的作用與價值，得到了各勘查企業(yè)的普遍應用，較與常規(guī)的測量技術，其具有著一系列的優(yōu)越性，是地質勘查勘測技術發(fā)展的重要的里程碑，所測得數(shù)據(jù)更加具有可靠性，大大提高了工程作業(yè)效率，進而為勘探礦山的高效生產(chǎn)、順利施工打下了良好的根基。

[1]張慶如，曹振華，陶國軒.GPS全站儀在礦區(qū)地質勘探工程測量中的控制應用分析[J].電子測試，2013，（08）：114-115.

[2]劉邊文.分析瞬變電磁法在礦井水文地質勘探中的應用[J].科技傳播，2013，（09）：203-205.

[3]郭繼軍.淺論小型礦井的地質勘探方法[J].科技風，2013，（10）：137.

[4]陸軍平.開展多元勘探手段，預防礦井地質災害的發(fā)生[J].山東煤炭科技，2015，（02）：208-210.

K928

B

1007-6344（2016）10-0096-01