GPS技術在地質(zhì)測量中的應用

范景霞

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟南 250000）

近年來，在我國GPS技術已經(jīng)被引入到地質(zhì)勘察的領域里，尤其是工程地質(zhì)方面，目前GPS技術的使用效果有了成效。這對于地質(zhì)勘察向現(xiàn)代化發(fā)展十分有利，這樣的話勘探工作也更有準確的操作性和科學性。我們首先要做的是熟悉目前地質(zhì)工程上的基本的技術手段，然后再重點學習現(xiàn)代化的技術方法，比方說用GPS技術完善地質(zhì)勘察領域的相關的實踐和研究。這樣的話可以大概率的提高野外勘察的工作效率，同時也能夠讓現(xiàn)代化的測量技術有發(fā)揮其潛力的空間。

1 GPS相關技術的初步介紹

GPS的使用首先要有信號系統(tǒng)，要有定位技術，這樣才能獲得較高精確度的觀測結果，然后使得整個測量的工作效率有所提升。而在定位測定上，需要基準站和移動站的調(diào)整與配置，還有接收機，在這些手段都建立之后，客戶可以得到精度較好的數(shù)據(jù)結果。對于GPS的使用，這里需要有專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件。這種后續(xù)的操作處理可以勘測的誤差并提高測量的定位精度，如圖1所示。這樣測量結果就具有更強的參考與使用價值。這里邊還有算法的優(yōu)化以提高GPS技術測量的普適性。如果將GPS測量的技術應用到地質(zhì)測量中，還可以讓勘測外業(yè)逐步向自動化邁進，使得包括數(shù)據(jù)傳輸、降低數(shù)據(jù)獲取誤差水平在內(nèi)的工作效率大大提升[1]。

圖1 GPS相關技術步驟

在平時的操作中，可以通過運用GPS-RTK高精度地定位測量，這種方法不需要通視，而且可以實現(xiàn)作業(yè)的技術得到優(yōu)化，并且能夠最大限度減少各種各樣安全事故發(fā)生的概率。因此，在日常的測繪野外測量工作中，外業(yè)實操人員需要非常熟悉GPSRTK的實操技術，并且透徹理解其中的理論知識，這樣才能保證現(xiàn)代化先進的技術手段可以服務于地質(zhì)野外測量，有利于學科的建設和發(fā)展。

2 當前地質(zhì)測量的現(xiàn)狀

2.1 采用GPS地質(zhì)測量的工作性質(zhì)

首先我們先要明確地質(zhì)測量的特點。它具有基礎性、保障性、全程性以及支撐性等特點。所以我們說，地質(zhì)上的野外實地量測是與經(jīng)濟和社會密不可分的。目前在國家地質(zhì)的實地測量工作任務的詳細部署上，要想辦法調(diào)動勘探隊的工作的積極性，并且這里要建立鼓勵機制，爭取在產(chǎn)學研相結合的基礎上建設一批十分優(yōu)秀的團隊。緊密圍繞國家和社會的需求以及科學理論技術的發(fā)展趨勢，突出重點，發(fā)展科技。在實際操作中，有可能會有礦物定位不準確而增加勘測的難度。所以我們要在具體實施之前就做好詳細的工作方案，甚至是可以提前進行預勘察，使用GPS技術，以此做到測量效率的有效提升，統(tǒng)籌全局部署任務。如果說是在重要的礦區(qū)或者經(jīng)濟區(qū)，那我們要采取點面結合的方法來對進行區(qū)域性的地質(zhì)勘測。然后在后續(xù)的數(shù)據(jù)處理上，要結合地域特色與實地的地質(zhì)條件，在坐標配準的基礎上，建立好坐標體系，這樣有利于合理地規(guī)劃總體方案[2,3]。

2.2 在地質(zhì)工程測量中用GPS的專業(yè)特點

如果想要更好的實現(xiàn)GPS等先進測繪技術在地質(zhì)勘測中的應用，實地操作人員必須透徹了解GPS的技術及其應用過程中的特點，然后這樣的測繪工作就可以科學有效的開展。目前采用GPS這種先進的測繪技術輔助地質(zhì)勘測，特別有助于提高效率，這樣可以最大限度地保持一種最佳的工作模式，在減輕勞動強度的同時還可以讓地質(zhì)上的勘測技術逐步深入發(fā)展下去。所以這樣的話在保證高精度獲得測繪數(shù)據(jù)的同時，滿足需要，而且有助于將當代先進的信息化技術應用到工程量測上，進一步來完善地質(zhì)學科內(nèi)容，強化學科的發(fā)展。要想真正將地質(zhì)工程的勘查工作落到實處，需要我們將GPS技術進行推廣，借助GPS等相關測量的軟硬件平臺，推進學科的現(xiàn)代化發(fā)展，在豐富外業(yè)實踐測量的同時獲得更為可靠的地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)。

2.3 GPS技術在地質(zhì)工程測量中的應用

主要包括以下5點：GPS測量數(shù)據(jù)的處理與分析、控制點的測定、地球動力學研究和地震分析的預測、開展外業(yè)的實地測量工作以及處理地質(zhì)上的相關信息數(shù)據(jù)。

在處理GPS測量數(shù)據(jù)的過程中，精度高的數(shù)據(jù)一般被分為兩部分，包括基線的向量解算和基線GPS格網(wǎng)平差，然后我們可以推出根據(jù)GPS測量的結果。這里邊還涉及到數(shù)據(jù)分流，數(shù)據(jù)分流可以讓數(shù)據(jù)自動分類，解碼數(shù)據(jù)，然后可以進行高效的數(shù)據(jù)整理，因為這個過程可以幫助刪除沒有用的數(shù)據(jù)。野外實踐測量的過程中，GPS的使用可以在大大減輕勞動強度的同時保證工作的高效進行，而且相關的軟件可以幫助快速地處理大量的實地觀測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過傳輸和修正反饋后，完成來基線解算和基線向量網(wǎng)，這樣后邊觀測數(shù)據(jù)就會大大提升測繪采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。地球動力學以及地震的分析與預測與社會科學經(jīng)濟的發(fā)展都密切相關，所以把這個作為預測的方向也是當今的一個研究熱門。由于之前技術相對比較的落后，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不精確和不完整，所以引入新技術顯得尤為重要。

對于野外實地測量工作的開展，選點和觀測是重要的兩個環(huán)節(jié)。地質(zhì)的勘察作業(yè)，第一步是選點的合理性，這樣是為了保證測量采集數(shù)據(jù)的準確性以及方便實施性。這里要注意一下幾個方面，在選點的過程中。首先，我們要選擇不怎么有障礙物的位置，因為這樣信號強度好，因為信號沒有被阻擋，所以我們獲得的數(shù)據(jù)精度就高。再有就是我們在選點的時候要注意避開水面或者高層建筑。因為水面還有高樓層容易反射信號。還有就是我們要避開高壓線產(chǎn)生的電磁的干擾，因為電磁容易使得信號出現(xiàn)不穩(wěn)定，比方說高壓線容易出現(xiàn)電磁干擾。那第二步就是觀測。觀測的時候我們要注意時間和空間因素的影響，因為這些會導致觀測的結果有一定的差異性，與此同時，我們還要留意觀測時候的天氣。地球經(jīng)緯度與坐標水準點和坐標系統(tǒng)都會對觀測結果帶來影響。對于采集到的地質(zhì)信息，我們要通過專業(yè)軟件處理，然后獲得詳細精準的數(shù)據(jù)，這樣可以用來彌補之前出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯漏，實現(xiàn)地質(zhì)工程成果的質(zhì)量有所提升。這里必不可少的是建立坐標轉換系統(tǒng)。因為這樣才能實現(xiàn)GPS的控制網(wǎng)作用，將測量工作細化，然后通過GPS的實時的動態(tài)的定位高效完成相關調(diào)查工作，進而在現(xiàn)代化GPS技術的支撐下推動行業(yè)的大發(fā)展。

3 地質(zhì)測量應用GPS的前景

地質(zhì)勘察技術有了很大的進步，而且發(fā)展空間也越來越大，這都得益于GPS技術的廣泛應用。這里包括從礦產(chǎn)資源的開發(fā)到地質(zhì)勘探調(diào)查的應用，這逐步實現(xiàn)了完整的勘察技術一體化的一個發(fā)展的趨勢，各種各樣的勘察技術也因此可以有它們發(fā)揮優(yōu)勢的空間，然后地質(zhì)測量的數(shù)據(jù)質(zhì)量有了大大提升。目前資源的逐漸減少是一個非常嚴峻的問題，而且有的資源是不可再生的資源?；谶@個背景，新型技術要推廣起來。在這中間，較為廣泛和普遍的技術就是將GPS技術應用到地球化學測量當中。這種技術設計痕量分析方法，能夠快速的確定出礦石的詳細的定位地點，然后可以非?？斓姆治龅V石的特征，甚至可以進行篩選工作。還有一種新型技術就是結合GPS技術并引入遙感技術，借助遙感影像進行輔助。遙感這種手段主要是借助衛(wèi)星獲取的影像資料，也就是地表數(shù)據(jù)，可以快速且大面積地分析地質(zhì)構造，能夠用一種宏觀的角度去探測和表達。同時，遙感技術還可以方便與地形崎嶇、復雜多變的地方，因為這些地方不便于實地測量。這就體現(xiàn)了現(xiàn)代化技術加入到地質(zhì)測量中的優(yōu)勢。遙感技術因為它面積大，數(shù)據(jù)的時間獲取上是連續(xù)的，而且獲取相對方便，省去了大量的人力與物力。所以它的強大也受到地質(zhì)勘測的青睞。數(shù)學地質(zhì)也是一種基于GPS引入地質(zhì)測量的新技術。這種技術可以一種自動化的操作來編制相關的圖表和數(shù)據(jù)的處理，然后處理的結果勘測技術人員可以參考，這樣的話工作就顯得更加的規(guī)范、科學有效。不僅如此，GPS還可以協(xié)助進行礦產(chǎn)資源的多種數(shù)據(jù)分析，這里包括多元分析等，并通過動態(tài)監(jiān)測形成一個4維的形式，提高時效性。目前在澳大利亞已經(jīng)通過GPS這種技術手段與地質(zhì)測量的結合建立了相關數(shù)據(jù)庫，這將非常有助于礦床數(shù)據(jù)的記錄分析以及相關的科學研究[4]。

4 結語

目前地質(zhì)勘查的工作逐漸受到越來越多的重視，這樣地質(zhì)測量技術的投入也就隨之加大，相關的技術，包括GPS、遙感，甚至是交叉學科的地質(zhì)遙感技術都在逐漸應用到地質(zhì)測量中來。這都將有助于推進相關學科的科學研究與發(fā)展。為保證測量獲取的數(shù)據(jù)是可靠有效的，那測量工作的部署就應該被重視，提前做好觀測的詳細方案（包括方案的可行性）。這樣有助于讓GPS、遙感等相關技術的優(yōu)勢在學科應用中得到充分的發(fā)揮。