地質(zhì)找礦中GPS技術(shù)的應用剖析

李凡順，裴 陽

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊，江西 南昌 330030）

地質(zhì)找礦，多在沒有開發(fā)的山區(qū)實行，且工作區(qū)域地形較為復雜，不能正常提供汽車行駛的道路。其間存在較多的植被，而通視的條件也并不理想[1]。如果采取其他設(shè)備實行常規(guī)測量，容易導致儀器、人員數(shù)量增加，進而使得測量的程序更加繁瑣，投入費用提升。合理使用GPS技術(shù)，將其應用于控制網(wǎng)布設(shè)、測量工作中，能達到較好的效果。所以，GPS定位應聯(lián)合相關(guān)的地質(zhì)資料分析，以明確地表地質(zhì)的特征，對各地區(qū)地質(zhì)的狀況進行判斷。

1 GPS感應系統(tǒng)的基本概述

1.1 GPS內(nèi)容

GPS，即為全球定位系統(tǒng)。起始時間為1958年，1964年投入應用。20世紀70年代美國陸?？杖姽餐ο?，研發(fā)了新型的衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS。通過多年研究實驗，直至1994年使得這項系統(tǒng)，獲得全球性的覆蓋，24顆GPS衛(wèi)星星座覆蓋率達到98%[2]。

1.2 GPS的構(gòu)成

GPS通過空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站、用戶設(shè)備幾方面所構(gòu)成，現(xiàn)針對這三方面實行具體的分析。

（1）GPS地面監(jiān)控站的功能。地面監(jiān)控站，主要通過一個主控站和三個注入站、五個監(jiān)測站共同構(gòu)成。主要的功能為數(shù)據(jù)的觀察和檢測，然后將獲得的數(shù)據(jù)通過導航傳輸于對應的衛(wèi)星存儲設(shè)備。主控站對監(jiān)控站獲得的觀測數(shù)據(jù)核算，進而形成軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)，轉(zhuǎn)換為導航電文后，傳輸至注入站，傳送到對應存儲設(shè)備內(nèi)。

（2）GPS用戶設(shè)備的功能。用戶設(shè)備基本采取GPS接收機和數(shù)據(jù)處理軟件、終端設(shè)備所構(gòu)成。主要的功能為：捕獲信號，實行信號交換，并且還可放大、處理信號的釋放情況。GPS接收機具有一定的主導功效，GPS接收設(shè)備能捕獲衛(wèi)星高度截止角，進而選取待測的衛(wèi)星信號，將信號通過數(shù)據(jù)相關(guān)的處理軟件進行處理，以終端設(shè)備將GPS接收設(shè)備中心三維坐標合理計算。

（3）GPS定位的主要原理。GPS定位原理，基本結(jié)合高速運動衛(wèi)星將瞬間的部位，視為已知起算的數(shù)據(jù)，結(jié)合測量距離交會的定點原理，明確待測點的具體部位。GPS，將衛(wèi)星作為基礎(chǔ)無線電導航定位系統(tǒng)，可發(fā)揮較多的功能，如陸地和海洋、天空、航天等均能達到較好效果。全天候、全球性及實時性、連續(xù)性導航和定位、定時等功能均能發(fā)揮最大效應。GPS感應系統(tǒng)，具有精確的特點，感應系統(tǒng)經(jīng)多部分構(gòu)成，空間導航星座及地面控制站、GPS用戶定位設(shè)備，以及地面通信網(wǎng)等，均為GPS感應系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分。GPS用戶設(shè)備核心內(nèi)容為：GPS接收機，所以GPS用戶設(shè)備也可以稱為GPS接收機，構(gòu)成成分：天線和信號處理設(shè)備、接收機、顯示器。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：傳感器的采集和信號放大，信號將電纜傳輸于地下數(shù)據(jù)交換部，在將信號于計算機行實時的感應，并針對所有的感應點位移狀況加以嚴格的分析。

2 GPS技術(shù)應用于測量技術(shù)中的價值

（1）GPS測量技術(shù)的設(shè)計要點。GPS測量技術(shù)，屬于GPS感應系統(tǒng)的重要部分。其會對技術(shù)設(shè)計應考慮到設(shè)計依據(jù)和精度要求、基準等內(nèi)容。GPS測量技術(shù)在設(shè)計的過程，應結(jié)合具體的標準下進行設(shè)計。主要需結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)部所下達的行業(yè)標準，如地質(zhì)測量的規(guī)范、全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)要求等。技術(shù)設(shè)計的階段，應確保其滿足相關(guān)的標準，因地制宜設(shè)計，并將工程測量要求列入考慮，以此確定測量技術(shù)的測量路線。地質(zhì)找礦最為關(guān)鍵的部分為高程、面積的確定，所以設(shè)計基準的過程應確定圖紙的設(shè)計，按照圖形全面考慮問題。此外，還應適當增設(shè)一些輔助點和假設(shè)，以明確高程、面積。測量技術(shù)精度，應根據(jù)測區(qū)的具體狀況，選取適宜的GPS網(wǎng)，將其作為測區(qū)首級控制網(wǎng)。通常情況下，為E級的GPS網(wǎng)。

（2）GPS測量外業(yè)的實施要點。GPS外業(yè)實施的主要內(nèi)容為：合理選擇GPS測量測站點、計劃的觀測。測量點主要會選擇3個，且各個測量點間保持通視，以利于找礦測量工作的安全實行。測量點中，一點范圍不應產(chǎn)生障礙物、干擾信號，因為其會對找礦工作信號采集造成較大影響。而測量點的位置，應保證交通的便捷。GPS測量技術(shù)設(shè)計的時候，確保理論的設(shè)計基礎(chǔ)上，制定具體觀測計劃。計劃的內(nèi)容應結(jié)合GPS衛(wèi)星，保證能夠見到的預報圖、幾何圖形的強度，合理的選取最適宜的觀測時段，編排作業(yè)的調(diào)度表。

3 GPS在地質(zhì)找礦中的應用

20世紀20～80年代中期開始，GPS感應技術(shù)逐漸引進于國外，并廣泛使用到我國大陸地區(qū)、部分海域地質(zhì)找礦中。地質(zhì)找礦的過程，應按照地質(zhì)測量的具體流程工作。地質(zhì)測量的類型較多，如地質(zhì)測量、物化探網(wǎng)點和地質(zhì)填圖的測量、控制及地形測量等。

（1）地質(zhì)工程的測量要點。地質(zhì)工程的測量應實行地形的測繪，主要的目的為礦區(qū)提供不同比例尺地形圖，滿足工程需求。針對各工程點，槽探、井探等實行測定。以往測圖的方式主要為：經(jīng)緯儀、測距儀測圖?？砂凑找韵聨讉€步驟測圖：①控制網(wǎng)點的布設(shè)；②對次級控制網(wǎng)點的控制；③結(jié)合加密控制點、圖根對控制點進行測圖。上述的測圖方法和觀念，不能滿足當前測圖的需求。隨著GPS新技術(shù)的發(fā)展，使其能滿足精度和速度、費用等要求，并且操作簡單，所以被各級控制點坐標測定、地質(zhì)測量廣泛使用。

（2）GPS網(wǎng)的構(gòu)建要點。發(fā)現(xiàn)新礦區(qū)后，因為無具體的大比例地形圖。因此，我們應于礦區(qū)建立GPS網(wǎng)，即為勘探網(wǎng)。主要由于其屬于不同地質(zhì)勘探工程中，主要的控制網(wǎng)。礦區(qū)可通過地質(zhì)技術(shù)員制作簡易GPS控制網(wǎng)，以明確起始基線點的坐標。在此之上，實行測設(shè)基線的部分，確保地質(zhì)的順利運行。針對礦區(qū)GPS控制網(wǎng)建立來講，其能完成地質(zhì)工程的測量工作。不但可節(jié)省地質(zhì)的時間，同時能提高經(jīng)濟方面的效益。

（3）勘探線剖面的測量要點。明確基線點后，于基線點設(shè)站、架設(shè)設(shè)備，作為主要的測量線。將臨近基線點零的位置，以順時針將望遠鏡旋轉(zhuǎn)90°。將勘探線方向作以施測剖面。其次，應在勘探方向點分別通過GPS對不同地形點進行探勘。然后，結(jié)合順時針旋將望遠鏡轉(zhuǎn)為180°的方向，利用GPS對地形點加以測定，并勘探工程點坐標、高程。完成室外作業(yè)后，對室內(nèi)的資料加以整理，以全部繪制出來礦區(qū)的剖面。

（4）GPS在其它地質(zhì)中的應用。GPS于野外化探掃面（水系沉積測量采樣）中的應用，能夠有效的凸顯其優(yōu)越性。GPS坐標信息速度較快，大約為每秒一次，主要采取航跡進行監(jiān)控，從而有效確保采樣位置的精準、安全和牢靠，加強采樣的質(zhì)量。

4 結(jié)語

GPS技術(shù)的不斷完善，使得這項技術(shù)廣泛應用于地質(zhì)找礦中。而GPS應用于地質(zhì)找礦中，GPS技術(shù)，具有數(shù)據(jù)得到速度快、成本低、數(shù)據(jù)處理及時、操作便捷等特點。所以，可達到省時省力的目的，并能促使找礦工作提升新的層次。GPS測量得基本理論、設(shè)備的發(fā)展，使得這項測量技術(shù)不斷向成熟轉(zhuǎn)化，并于實用化和自動化的方向發(fā)展。