淺析地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：GPS是一種比較常見(jiàn)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用。將GPS技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)測(cè)繪，可以有效提高測(cè)繪水平，獲得更加準(zhǔn)確、全面的測(cè)量結(jié)果。本文主要分析了GPS在地質(zhì)測(cè)繪中應(yīng)用的有關(guān)問(wèn)題，并提出了筆者一些觀點(diǎn)僅供參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)測(cè)繪；GPS技術(shù)；定位系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）24-0212-01

1 前 言

地質(zhì)測(cè)繪工作涉及范圍較廣，工作中的系統(tǒng)性和復(fù)雜性也比較突出。它不僅包括地質(zhì)工程測(cè)量，還包括了地質(zhì)調(diào)查，而且工作環(huán)境相對(duì)惡劣，存在一定的危險(xiǎn)性。所以在地質(zhì)測(cè)繪中采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備是十分必要的，這是提高相關(guān)數(shù)據(jù)分析和進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要途徑。GPS技術(shù)是具有代表性的技術(shù)之一。利用GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在各種不同地形條件下的測(cè)量工作，極大的提高了測(cè)量工作的效率，不僅降低了作業(yè)成本和人工費(fèi)用的投入，而且能快速獲取相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)、提高數(shù)據(jù)的二次利用效率。

2 地質(zhì)測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，在地質(zhì)測(cè)繪工程實(shí)施過(guò)程中，地質(zhì)工程測(cè)量的重要性越來(lái)越明顯。地質(zhì)工程測(cè)量主要是指在地質(zhì)普查與勘探工作對(duì)工程位置、工程點(diǎn)、勘探線、勘探網(wǎng)及剖面的測(cè)量及編繪等。地質(zhì)測(cè)繪的實(shí)施受多種因素的影響，從而使地質(zhì)工程測(cè)量工作更加復(fù)雜和困難。GPS技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了地質(zhì)測(cè)繪的數(shù)據(jù)精度和工作效率。

3 GPS技術(shù)概述

GPS即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioning System）。該項(xiàng)技術(shù)誕生于20世紀(jì)70年代，通過(guò)安裝相應(yīng)的定位系統(tǒng)接收器，利用一組衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)同步觀測(cè)，并對(duì)觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而識(shí)別出測(cè)量點(diǎn)間的基本矢量關(guān)系。GPS技術(shù)采用的是全球地心坐標(biāo)系統(tǒng)，以地球的質(zhì)量中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。GPS測(cè)量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確的提供點(diǎn)、線、面要素的精確三維坐標(biāo)坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事、交通、測(cè)繪、土地利用調(diào)查、精確農(nóng)業(yè)以及日常生活等不同領(lǐng)域。

GPS測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用特點(diǎn)：

GPS測(cè)量技術(shù)具有高精度、全天候、可連續(xù)監(jiān)測(cè)待測(cè)區(qū)域數(shù)據(jù)等特點(diǎn)。同時(shí)，GPS測(cè)量技術(shù)操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，測(cè)量無(wú)需通視。

基于測(cè)繪方法的革新，GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用減輕了相應(yīng)技術(shù)人員的工作量，可省去在測(cè)量控制網(wǎng)中的傳算點(diǎn)、過(guò)渡點(diǎn)的測(cè)量工作，GPS測(cè)量技術(shù)操作簡(jiǎn)便，GPS接收機(jī)不斷改進(jìn)自動(dòng)化程度體積小極大的緩解了野外工作的難度和壓力，在地質(zhì)工作中，可快速高效精準(zhǔn)的測(cè)量地質(zhì)工程中的工程點(diǎn)、勘探線、剖面線等各類測(cè)繪工作，可為深部地質(zhì)的研究投入了更多的精力和時(shí)間。這種良好的實(shí)用性為地質(zhì)測(cè)繪事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

4 GPS在地質(zhì)測(cè)繪工作中的具體應(yīng)用

4.1 應(yīng)用于工程控制點(diǎn)布測(cè)

由于GPS技術(shù)對(duì)測(cè)站點(diǎn)的通視度要求不高，在設(shè)置圖形結(jié)構(gòu)時(shí)具有更大的靈活性，因此，進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)更容易，特別是在山區(qū)的地質(zhì)勘測(cè)工作中，體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)更為明顯。GPS控制測(cè)量有一定的特殊性，控制網(wǎng)按照相應(yīng)的精度等級(jí)指標(biāo)布設(shè)控制點(diǎn)，并按照選點(diǎn)的基本原則和要求進(jìn)行埋設(shè)。既要考慮到早期的測(cè)量布控，也要充分考慮后續(xù)測(cè)量工作，即在進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)需要考慮到以下幾點(diǎn)要求：

（1）選點(diǎn)位置避開(kāi)環(huán)境變化大、地質(zhì)環(huán)境不穩(wěn)定區(qū)域；

（2）選點(diǎn)位置應(yīng)避開(kāi)多路徑影響；選點(diǎn)周圍應(yīng)有15°以上的衛(wèi)星高度角，要避開(kāi)障礙物，以免影響衛(wèi)星信號(hào)的接收；

（3）選點(diǎn)位置要與大功率無(wú)限發(fā)射源及高壓線等設(shè)施距離不小于200m；

（4）選擇位置應(yīng)在交通便利的地方，且視野寬闊，方便日后的觀測(cè)使用；

（5）點(diǎn)位應(yīng)選擇在穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的基巖、土層、建筑物頂部等能夠長(zhǎng)期保存及滿足觀測(cè)使用的地點(diǎn)。

4.2 適用于各種地質(zhì)工程測(cè)量

在地質(zhì)工程設(shè)計(jì)前期進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，直接采用GPS測(cè)量技術(shù)與全站儀配合采集測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行全野外數(shù)字化測(cè)圖；在物化探測(cè)量過(guò)程中，可以直接利用GPS測(cè)量技術(shù)在測(cè)區(qū)內(nèi)建立物化探控制控制網(wǎng)，再根據(jù)需要，遵循一定的規(guī)律來(lái)采樣點(diǎn)或分布，再設(shè)計(jì)基線；然后將設(shè)計(jì)好的物化探基線或線點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PS設(shè)備上，采用GPS測(cè)量技術(shù)線放樣方法進(jìn)實(shí)地布設(shè)；在進(jìn)行勘探線剖面測(cè)量時(shí)，GPS測(cè)量技術(shù)的線放樣功能可以保證觀測(cè)點(diǎn)的高程精度，保證觀測(cè)點(diǎn)在設(shè)計(jì)剖面線上不偏移，從而穩(wěn)定剖面線的位置，提高剖面測(cè)量成果精度。此外，利用GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)地質(zhì)工程點(diǎn)進(jìn)行定位和測(cè)量也非常方便。

只要在工作區(qū)附近有測(cè)量控制點(diǎn)，我們就可以開(kāi)始工作而無(wú)需為測(cè)量控制點(diǎn)的引入做太多其他工作。工作時(shí)選擇有利地形，設(shè)置好基準(zhǔn)站和移動(dòng)站，利用已知控制點(diǎn)求取參數(shù)，逐一測(cè)量各地質(zhì)工程點(diǎn)數(shù)據(jù)。

4.3 數(shù)據(jù)分析與處理

處理和分析GPS外業(yè)所得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)，主要是對(duì)測(cè)繪所得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和處理，從而對(duì)接下來(lái)的處理和應(yīng)用做好準(zhǔn)備。對(duì)于處理后的數(shù)據(jù)再計(jì)算各基線向量，將得到的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的進(jìn)行對(duì)比，從而確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。

對(duì)GPS測(cè)量得到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行簡(jiǎn)單處理與分析，然后再來(lái)計(jì)算與觀測(cè)所得到數(shù)據(jù)之間的差距。在計(jì)算時(shí)，需要通過(guò)處理所得的獨(dú)立的基線來(lái)形成閉合環(huán)，然后再利用得到的三維基線與相應(yīng)的方差合作一起作為觀測(cè)信息，對(duì)GPS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行三維無(wú)約束平差，針對(duì)無(wú)約束平差來(lái)確定有效測(cè)量的基礎(chǔ)上，再利用已有控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二維約束平差。

5 結(jié) 語(yǔ)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了地質(zhì)測(cè)繪的不斷進(jìn)步。GPS技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的優(yōu)勢(shì)使其在地質(zhì)測(cè)繪工作中得到了廣泛的應(yīng)用和關(guān)注。它能給地質(zhì)測(cè)繪帶來(lái)諸多的方便，取代了測(cè)繪人員以往常規(guī)方式的測(cè)量。這不但使地質(zhì)測(cè)繪工作的應(yīng)用更加方便快捷，而且也促進(jìn)了地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的不斷更新與完善，從而實(shí)現(xiàn)了我國(guó)地質(zhì)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。將GPS技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)于目前來(lái)說(shuō)還需要進(jìn)一步的探索，而在此希望通過(guò)以上的分析能夠?yàn)榇蠹姨峁┮欢ǖ膸椭?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]馬雪琴，陳貴全.淺析地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的運(yùn)用[J].價(jià)值工程，2012（35）.

[2]陳 帆.淺析地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的運(yùn)用思路構(gòu)建[J].世界有色金屬，2017（7）.

[3]郭 彬.淺析地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的運(yùn)用思路構(gòu)建[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（14）.

[4]彭 鑫.淺析GPS技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪及工程測(cè)繪中的運(yùn)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（15）.

[5]涂金紅，張小軍，秦 瀟.淺析GPS測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用[J].大科技，2016（29）.

收稿日期：2018-7-25

作者簡(jiǎn)介：蔣雅奇（1991-），女，助理工程師，本科，主要從事測(cè)繪工程工作。