GPS技術(shù)在地質(zhì)測繪工程中的運(yùn)用研究

馮世江

摘 要：隨著我國當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得對高科技的要求越來越高。GPS就是一種在社會中重視度越來越高的技術(shù)，其全名為全球性衛(wèi)星定位系統(tǒng)，最早由美國研發(fā)如今被各國各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文說明了GPS技術(shù)對地質(zhì)測繪工作的重要性，并對地質(zhì)測繪工程中GPS技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：GPS；地質(zhì)；測繪工程；運(yùn)用

全球定位系統(tǒng)（GPS），是最早由美國國防部的技術(shù)人員研發(fā)的，現(xiàn)如今被全世界范圍廣泛應(yīng)用。它受大家推崇的主要原因是其具有許多其它高新科技不具備的特點和優(yōu)點。

1GPS技術(shù)工作原理及特點

GPS技術(shù)具體應(yīng)用的過程中，主要采用的是全球性地心坐標(biāo)系統(tǒng)，確定坐標(biāo)原點，將GPS終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)控平臺等三個部分應(yīng)用到其中。

1.1GPS技術(shù)原理。采用這種技術(shù)主要是根據(jù)衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)來明確距離和時間的測量，形成比較科學(xué)的定位系統(tǒng)。具體來說就是根據(jù)測量地點的具體位置來確定地面和衛(wèi)星之間的距離，使其能夠進(jìn)行實際的定位。在這一過程中，將三角坐標(biāo)以及相應(yīng)的衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用到實際的測量工作中，保證測量的準(zhǔn)確性和完整性。

1.2GPS技術(shù)的特點。這一技術(shù)在實際的工程建設(shè)中體現(xiàn)出的主要特點就是精度高，全天候。能夠不斷地將最新的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到相應(yīng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中，不僅操作簡單，而且很容易對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。具體來說，可以表現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，定位精度高。在正常的使用情況下，可以對55km之內(nèi)的范圍進(jìn)行精準(zhǔn)地測量，如果根據(jù)工程測量數(shù)據(jù)的需要可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)不同距離之間的測量工作。其次，觀測的時間較短。采用GPS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控，無需工作人員長時間的觀測測量數(shù)據(jù)，可見觀測時間相對較短，通常情況下都是在幾秒鐘之內(nèi)就可以完成。再次，GPS測站無需通視。GPS技術(shù)在應(yīng)用的過程中，每一個測量站之間不需要相互通視，只需要有一定的視野距離就可以進(jìn)行測量。不僅可以有效地減少測量造價的數(shù)量，還能夠促進(jìn)測量工作的正常運(yùn)行。工程測量的效率會不斷得到提升。另外，工作效率相對較高。在實地測量工作中可以看出，GPS技術(shù)的自動化程度明顯偏高，接收機(jī)的體積越來越小，性能逐漸提升。另外，測量結(jié)果會自動形成數(shù)據(jù)和圖形，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的高效共享。采用這種技術(shù)手段打破了測量地點以及地形的限制，實現(xiàn)無障礙測量。最后，GPS技術(shù)可以充分應(yīng)用定位功能。這種技術(shù)的定位功能就是通過遙感影響或者是相應(yīng)的圖形來進(jìn)行自動加載，進(jìn)而生成完整的數(shù)據(jù)和圖形信息。測量速度較高，同時可以將測量結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換，根據(jù)工程的需要，使得測量結(jié)果體現(xiàn)出更多的靈活性。

2GPS技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)測繪的重要性

2.1采用這種技術(shù)最為明顯的效果就是可以減少工作人員的工作壓力，降低勞動強(qiáng)度，在同樣工作時間內(nèi)，提升工作效率。

2.2GPS主要采用的是衛(wèi)星導(dǎo)航系認(rèn)同來實現(xiàn)對地質(zhì)的測繪，因此，可以為地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集提供更為便捷的途徑。

2.3這種技術(shù)可以充分地在不同的地形以及地質(zhì)條件下使用，不僅能夠提升測量人員的工作效率，還能夠增強(qiáng)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性?；谝陨线@些原因，GPS技術(shù)在實際的工作中得到了廣泛地應(yīng)用。

另外，這種技術(shù)可以實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的高效傳輸和共享，給操作人員提供更多的信息，可以對地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)問題進(jìn)行勘查，還能夠?qū)Φ刭|(zhì)問題發(fā)出準(zhǔn)確地預(yù)警。

3GPS在地質(zhì)測繪工作中的具體應(yīng)用

3.1測定大地控制網(wǎng)點在地質(zhì)測繪中的勘測網(wǎng)絡(luò)一般是由基線和勘探線所組成的，對于地質(zhì)勘測區(qū)域來說，如果沒有大比例尺寸的地區(qū)，則應(yīng)當(dāng)建立起一個勘探區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)，以此作為勘探工程的基本空股指網(wǎng)絡(luò)。

3.2在水下地形測繪中的應(yīng)用地質(zhì)測量時遇到需要繪制水下地形圖時，要求其應(yīng)當(dāng)明確的標(biāo)識水深和平面位置，然后再利用計算機(jī)進(jìn)行水下繪制。以往的繪制過程中使用的是經(jīng)緯儀、境外測距儀等，這些設(shè)備使用起來都較為復(fù)雜，而且在水下地形圖的繪制方面也不夠精確。而GPS技術(shù)的運(yùn)用，使得水下測繪的問題得到了很好的解決。

3.3野外觀測的應(yīng)用

3.3.1選點。GPS的運(yùn)用也是存在一定的特殊性，不僅要考慮到前期的測量布控，同時也要對其后續(xù)測量進(jìn)行充分的考慮，具體的說，在進(jìn)行選點時需要考慮以下問題：第一，點位要與大面積水面具有一定的距離，避免受到影響而產(chǎn)生多路徑效應(yīng)；第二，在選點周圍的高度角15°以上，不能存在障礙物，以免對信號的接收產(chǎn)生影響；第三，點位的確定要與大功率無限電發(fā)射源以及高壓線等設(shè)施保持一定的距離，避免電磁場對信號產(chǎn)生干擾。

3.3.2觀測。在進(jìn)行GPS靜態(tài)測量時，整個測量過程中GPS接收機(jī)都處于一個靜止的轉(zhuǎn)臺，而不同的接收機(jī)應(yīng)該在不同的時間段內(nèi)進(jìn)行開啟，在每個時間段進(jìn)行接收機(jī)的開啟之前要對測量現(xiàn)場的衛(wèi)星好、天氣狀況以及實時經(jīng)緯度等進(jìn)行一次詳細(xì)的記錄，并且記錄不同儀器的高度。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，要將不同時間段的改變而發(fā)生變化數(shù)據(jù)的數(shù)值進(jìn)行記錄，然后通過具體的計算獲得相應(yīng)的測量結(jié)果，觀測的時間一般要根據(jù)實際的測量情況進(jìn)行確定，在半小時到十幾個小時之間不等。

3.4數(shù)據(jù)處理

3.4.1對于觀測數(shù)據(jù)的預(yù)處理。利用GPS對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要是對原始的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和整理，為下一步的計算和分析做準(zhǔn)備。利用GPS進(jìn)行地質(zhì)測量，需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后對各種基線向量進(jìn)行計算，然后再通過其與重復(fù)觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從中獲得最為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。

3.4.2測量數(shù)據(jù)的處理。當(dāng)進(jìn)行預(yù)處理之后，需要格根據(jù)預(yù)處理的相關(guān)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，進(jìn)行觀測數(shù)據(jù)平差的計算。在計算的過程中，通過獨立的基線組成一個閉合圖形，然后再利用三維基線以及相應(yīng)的方差協(xié)作作為觀測信息，進(jìn)行GPS網(wǎng)的三維無約束平差，在無約束平差確定的有效觀測量基礎(chǔ)上，在國家坐標(biāo)系或城市坐標(biāo)系下進(jìn)行二維約束平差。

4結(jié)束語

地質(zhì)測繪工作的系統(tǒng)性和復(fù)雜性較為突出，而且，地質(zhì)工作的展開涉及到的工作面相對較廣，不僅包括工程的測量還包括地質(zhì)的測量等等。而且，進(jìn)行工作的環(huán)境相對較為惡劣，存在著一定的危險。所以，采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備都是非常必要的。在工程的測繪中，對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)用是提高數(shù)據(jù)利用率的重要途徑。

參考文獻(xiàn)

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[2]鄔峰.GPS在地質(zhì)測繪工作中的具體應(yīng)用[J].中國科技博覽，2010（18）.

（作者單位：四川省冶金地質(zhì)勘查局六0五大隊）