GPS在地質(zhì)勘探中的應用

申俊偉，季 峰

（江蘇綠巖生態(tài)技術(shù)股份有限公司，江蘇 蘇州 215600）

對于中國的科學研究以及工程建設而言，地質(zhì)勘探測量工作往往是必不可少的。無論是道路工程的建設還是地質(zhì)采礦，都是需要準確地調(diào)查地質(zhì)條件的，以確保工程項目的順利進行。然而在地質(zhì)勘探的過程中，往往所選定的區(qū)域面積都是巨大的，若是簡單的依靠人力，所耗費的人力物力資源無疑是龐大的[1]。但若是采取了GPS全球定位系統(tǒng)則能夠解決這一問題。本文主要通過研究GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在地質(zhì)勘探工程中的應用，以探索其技術(shù)的價值。

1 GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)

GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，空間，用戶以及地面控制是GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)三個重要組成部分。24顆GPS工作衛(wèi)星所組成的空間部分，依賴于太空中這些GPS工作衛(wèi)星共同組成的GPS衛(wèi)星，都在各自發(fā)揮著不同的作用。21顆衛(wèi)星專門用于導航，3顆備用衛(wèi)星則處于活動狀態(tài)，每顆衛(wèi)星均在不間斷地向地球播發(fā)調(diào)制在兩個頻段上的衛(wèi)星信號。

2 GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作特點

①全天候作業(yè)。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的觀測工作不受地點，時間以及天氣的任何限制，現(xiàn)如今投入使用的GPS衛(wèi)星定位儀都配備防水裝置。②操作簡便。GPS測量系統(tǒng)的自動化程度很高。觀測中，測量員的主要任務通常是切換儀器、測量儀器高度并監(jiān)測儀器的工作狀態(tài)。③測量時間短。由于快速靜態(tài)、實時動態(tài)等定位技術(shù)的出現(xiàn)，使得測量時間在極大程度上被縮短，如今若是要測量一個點，時間甚至可以縮短為以秒為單位?、苡^測站之間無需通視。GPS無需建造視標，因為工作站之間可以相互查看。這在最大程度上減少測量工作的經(jīng)費和時間，達到效率最大化?、荻ㄎ痪雀?。根據(jù)目前已完成的大量GPS測量數(shù)據(jù)，可以看出GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以實現(xiàn)極高的精準度，有效避免在手動測量誤差，實現(xiàn)高精度定位！⑥提供三維坐標。GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)測量的這一特點不但可以在航空地球物理勘探、航空攝影測量及精確導航中發(fā)揮作用，還可以提供重要精準的高程數(shù)據(jù)。

3 GPS全球衛(wèi)星定位系技術(shù)在地質(zhì)勘探中發(fā)揮的作用

（1）工程點的布設。利用GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)同樣可改進傳統(tǒng)的工程點的測量方法，減少現(xiàn)場工作時間，為了能夠清楚了解被調(diào)查的選定工程場地區(qū)域的情況，同時還要達到工作效率最優(yōu)化的目標。其工程測量技術(shù)主要分為三個步驟：首先，有必要在地質(zhì)勘測工程中指定區(qū)域內(nèi)確立好一級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，準確定位礦區(qū)項目工程場地的地理分布；其次，將設計工程點坐標輸入到GPS機上；然后，利用GPS的收集功能把工程點布設到實地。GPS的靜態(tài)測量、后差分測量都無此功能，無法布設工程點。但是若是使用了GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)就能夠在選定的調(diào)查工程區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)高精準度的布局。

（2）手持GPS定位。GPS接收器是應用于絕對定位操作，該定位模式的特征在于簡單便捷的操作方式，并且可以獨立操作，在目前的工程測量建設中，一個地質(zhì)勘探工作人員基本都會配備一臺用于野外工作手持GPS接收器是需要設置坐標參數(shù)的，其軟件設置采取的是五參數(shù)法。因此，用戶必須根據(jù)獲得的提示計算五個參數(shù)（DX、DY、DZ、DA、DF），這樣就可在儀器上進行坐標的轉(zhuǎn)換將所測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為工作人員所需要的坐標系數(shù)。以上參數(shù)設置校正之后，手持GPS定位平面精準度可以達到2m～5m，這可以滿足地質(zhì)勘探工作中地質(zhì)填圖、工程點定位（初始測量）的測量需求。然而在手持GPS接收器在植被覆蓋率較高的區(qū)域進行測量時，精準度會降低而且會不穩(wěn)定的情況。在這種環(huán)境下測量時，測量時間應該延長至5分鐘～10分鐘，等待其顯示精度為10米時（無障礙環(huán)境遮擋的情況下能達到4米）再記錄測量數(shù)據(jù)。

（3）地質(zhì)礦產(chǎn)勘探分析。在此處要對地質(zhì)礦產(chǎn)勘探進行一個詳細的分析。因為在目前我們國家對于地質(zhì)礦產(chǎn)勘探的過程當中往往會許需要更多的先進的技術(shù)來提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘探的一個水平。在進行地質(zhì)勘探的過程當中，尤其是在礦區(qū)內(nèi)進行活動，由于往往會伴隨著巖漿的產(chǎn)生在進行礦區(qū)勘探的過程當中很容易會受到巖漿的影響。這樣的話就會導致礦區(qū)內(nèi)很多的物質(zhì)發(fā)生反應，巖漿在上升的過程當中，它的溫壓會有所下降，從而導致形成很多的成礦物質(zhì)。其次，在進行勘查的過程當中應當注意一般在制定了地質(zhì)找礦計劃過程當中，都會對數(shù)據(jù)進行一個全面的調(diào)查。在進行調(diào)查的過程當中，應當結(jié)合礦區(qū)具體的情況進行一個綜合的分析。這樣的話既能夠根據(jù)以往的經(jīng)驗進行對比也能夠根據(jù)具體實際的情況進行一個總結(jié)。在進行具體工作的過程當中，一定要根據(jù)實際情況進行反復的調(diào)查來提高地質(zhì)礦產(chǎn)勘探的一個水平和質(zhì)量。

（4）動態(tài)GPS測量。動態(tài)GPS測量是需要至少2臺接收器來同時進行工作的，其中一臺被指定為基準站，其余接收器則作為移動站使用?；究梢栽O置在已知點上，或者可以另外選擇附加站，基站在設置成功以后，工程測量人員可以通過移動站和基站在至少3個已知控制點去收集所需的信號，并根據(jù)得來的信號信息來進行軟件分析，通過軟件計算來解算其“水平殘差”、“垂直殘差”等指標，待指標符合要求后，保存轉(zhuǎn)換參數(shù)和文件，待下次如需使用這些數(shù)據(jù)時就不需要重新匯總到已知控制點上的信號信息，直接改動一起的高度設置，就可以進行測量。加強對成礦區(qū)的研究、勘探工作。在地質(zhì)找礦地質(zhì)勘探工作中，需對勘探區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、成礦地質(zhì)背景、礦藏分布規(guī)律等進行深入分析研究，準確掌握各項信息技術(shù)，方能有效提升找礦工作效率。結(jié)合以往工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，受環(huán)境、技術(shù)等諸多因素影響，在地質(zhì)勘探以及礦產(chǎn)開采過程中潛藏著多種危險因素，為確保人員、設備以及礦產(chǎn)資源安全，在進行地質(zhì)找礦地質(zhì)勘探作業(yè)時，就需對礦產(chǎn)所在區(qū)域以及周邊區(qū)域的地質(zhì)特征，地下水運動情況以及地質(zhì)構(gòu)造演變情況做深入分析，從各個方面搜查、掌握成礦區(qū)相關(guān)信息后，再科學制定地質(zhì)勘探與地質(zhì)找礦工作規(guī)劃，不僅可以有效提高找礦工作效率，也能確保找礦工作的安全性。工作人員需采取科學正確的方法，勘探礦區(qū)范圍內(nèi)的原始地形，分析巖土層，含礦巖石的特性、分布規(guī)律、形成原因、深度、變化規(guī)律，并根據(jù)巖土的特性以及變化規(guī)律判定此礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)的均勻性與穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

今天，隨著科學研究和衛(wèi)星技術(shù)的飛速發(fā)展，GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)給測繪工作帶來了革命性的變化。它不但能夠改良傳統(tǒng)的測量方法，還具有測量人員少、速度快、精準度高的特點，并且還能夠大大提高工作的效率及測量成果的質(zhì)量，同時還提高了定位的精度，真正實現(xiàn)了定位簡單化，精準化！如今，GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)在地質(zhì)勘探工程中具有很大的發(fā)展前景。在地質(zhì)勘探和測量工作中，GPS測量技術(shù)可以根據(jù)不同的精度要求靈活使用，這可以有效地在最大程度上節(jié)約時間，大大地提高工作效率，減輕工作人員的工作負擔，更好地服務于地質(zhì)勘探工作。