GPS快速靜態(tài)定位技術(shù)在重力勘探中的應(yīng)用

陳紅飛 曹林燕 趙雙

摘要：GPS技術(shù)在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用以其精度高、效率高、不受氣候條件和通視條件影響等優(yōu)點(diǎn)受到測(cè)量界的歡迎。GPS測(cè)量的成熟技術(shù)方法有多種.作者依據(jù)伏牛山區(qū)的地形特征和重力勘探的精度要求，在對(duì)伏牛山區(qū)進(jìn)行重力測(cè)量時(shí)選用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)建立測(cè)區(qū)內(nèi)的測(cè)量網(wǎng)，采用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）和GPS快速靜態(tài)定位技術(shù)相結(jié)合的方法測(cè)量各重力點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：重力勘探;快速靜態(tài)技術(shù)應(yīng)用

隨著GPS定位技術(shù)的發(fā)展，GPS定位在方法上也有了不同的分類(lèi)，常用的有靜態(tài)定位、快速靜態(tài)定位、動(dòng)態(tài)測(cè)量、偽動(dòng)態(tài)測(cè)量、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）等方法，各種定位方法各有其特點(diǎn)。有的是定位精度較高，有的是速度比較快，同時(shí)各種定位方法又受到了各種內(nèi)部要求和外界條件的制約。因此，對(duì)于不同的工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，GPS技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越重要，只有定位方法選擇臺(tái)適，才能使工程項(xiàng)目既快、又優(yōu)、又省的完成。

重力勘探是物探方法的一種，它有著投資少、周期短、見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)，因此重力勘探是物探中常用的一種勘探方法。重力勘探要由測(cè)量提供重力基點(diǎn)、普通重力點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。重力點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程的精度根據(jù)重力成果比例尺的不同而不同，重力測(cè)網(wǎng)的形式根據(jù)重力成圖比例尺的不同及地形條件的不同而不同。

1 GPS測(cè)量模式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

GPS測(cè)量模式可以分為靜態(tài)測(cè)量模式、動(dòng)態(tài)測(cè)量模式和快速靜態(tài)測(cè)量模式。靜態(tài)測(cè)量模式

的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，缺點(diǎn)是觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，工作效率不高，主要應(yīng)用于控制測(cè)量;動(dòng)態(tài)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)、效率高，缺點(diǎn)是受障礙物和數(shù)據(jù)傳輸距離的限制，對(duì)工作環(huán)境的要求較高，主要用于工程點(diǎn)的定位、物理點(diǎn)的放樣，以及地形測(cè)量和剖面測(cè)量等;快速靜態(tài)測(cè)量模式優(yōu)點(diǎn)是定位時(shí)間短，不受無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸距離限制，缺點(diǎn)是單基站作業(yè)時(shí)，檢核條件少，整網(wǎng)可靠性差，主要應(yīng)用于控制網(wǎng)點(diǎn)的加密和工作區(qū)域面積較大、點(diǎn)與點(diǎn)之間距離較遠(yuǎn)、樹(shù)林茂密、衛(wèi)星信號(hào)差的測(cè)區(qū)。

2實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際的重力勘探中， 快速靜態(tài)測(cè)量技術(shù)的工作流程如下：

2.1到達(dá)工區(qū)后， 首先建立G P S 控制網(wǎng)并檢核網(wǎng)的精度， 為正式施工做準(zhǔn)備。建網(wǎng)的原則和方法與地展勘探測(cè)量相同， 至少達(dá)到國(guó)家D 級(jí)，。不過(guò)， 建網(wǎng)時(shí)， 只要保證中心站距流動(dòng)站之間的距離不超過(guò)20 k m 即可， 網(wǎng)點(diǎn)不必過(guò)多過(guò)密。

2.2施工使用的G P S 接收機(jī)， 必須在G P S 控制網(wǎng)點(diǎn)上做快速靜態(tài)一致性對(duì)比和精度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)， 以保證儀器本身沒(méi)有系統(tǒng)差和粗差， 精度可靠。

2.3作好星歷預(yù)報(bào)工作。室內(nèi)處理員將近期衛(wèi)星狀況不好的時(shí)間段記錄下來(lái)， 提供給野外施工人員。野外施工人員在施工時(shí)， 就可以避開(kāi)這些不好的時(shí)間段。

2.4在適合當(dāng)日施工的G P S 控制網(wǎng)點(diǎn)上架設(shè)中心站。中心站的采集參數(shù)設(shè)置必須與流動(dòng)站保持一致， 并符合規(guī)范要求。用靜態(tài)方式開(kāi)機(jī)并采集衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

2.5 測(cè)量組和重力組用手持式G P S 粗略定位后， 找到施工的物理點(diǎn)位置， 并在偏移小于10 % 的情況下選點(diǎn)。選點(diǎn)時(shí)， 不但要避開(kāi)信號(hào)采集的干擾等不利因素， 還要考慮重力資料采集的準(zhǔn)確和方便。

2.6在選好的點(diǎn)位架設(shè)儀器， 并量取天線高， 然后開(kāi)機(jī)并用快速靜態(tài)測(cè)量方式采集數(shù)據(jù)。同時(shí)作好點(diǎn)位的有關(guān)記錄， 如天線高、文件名、觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)、P D O P 值、備注等， 為后期處理提供依據(jù)。

2.7 觀測(cè)環(huán)境較好的點(diǎn)位， 有效觀測(cè)時(shí)間大約10m in 就足夠了。但是， 如果點(diǎn)位周?chē)挠^測(cè)環(huán)境不好， 比如在山谷里、有高大的樹(shù)木、有干擾源等， 就要盡量避開(kāi)或加長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間來(lái)保證觀測(cè)精度

2.8數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)， 進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理。在保證衛(wèi)星數(shù)和有效觀測(cè)時(shí)間的前提下， 可以像靜態(tài)基線處理一樣， 采用刪除狀態(tài)不好的衛(wèi)星或時(shí)間段等方法， 使基線質(zhì)量達(dá)到最佳。

2.9野外復(fù)測(cè)檢核和奇異點(diǎn)檢核。為了檢核施工質(zhì)量， 保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠， 必須按規(guī)范要求， 即每日施工前、每次搬遷至新的參考站后、每次接收機(jī)或控制器內(nèi)部的數(shù)據(jù)或參數(shù)更新后以及發(fā)現(xiàn)重力奇異點(diǎn)后， 都要進(jìn)行復(fù)測(cè)對(duì)比檢核。對(duì)比結(jié)果滿足規(guī)范限差的要求， 說(shuō)明該觀測(cè)單元的數(shù)據(jù)合格， 否則必須返工。

3總結(jié)

GPS定位技術(shù)在重力勘探中的應(yīng)用中，GPS定位技術(shù)精度高、觀測(cè)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)便，特別適用于樹(shù)林茂密，面廣點(diǎn)稀的物探測(cè)網(wǎng)布設(shè)。在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)不同的技術(shù)要求、觀測(cè)條件和儀器設(shè)備數(shù)量，選擇合適的布網(wǎng)方式，在保證定位精度的前提下盡量提高工作效率。同時(shí)還應(yīng)注意一下幾個(gè)問(wèn)題：

1）流動(dòng)站到基準(zhǔn)站的距離不宜超過(guò)20km。

2）實(shí)測(cè)過(guò)程中要注意觀察衛(wèi)星狀態(tài)和PDOP值，保證觀測(cè)質(zhì)量。

3）單基準(zhǔn)站模式工作和短基線（<1km）測(cè)量時(shí)，要增加重復(fù)設(shè)站次數(shù)，以便檢核或保證基線解算質(zhì)量。

4）對(duì)各期觀測(cè)成果進(jìn)行統(tǒng)一的基線解算和平差處理，剔除或重測(cè)不合格基線和精度較低的基線。

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（作者單位：河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院）