凈曉春 王勇 馬勇波

衛(wèi)星導航（GPS）定位系統(tǒng)具有強大功能，在地質勘探工程測量中擁有較大應用價值?；谶@種認識，本文在對衛(wèi)星導航（GPS）定位技術特點展開分析的基礎上，對該技術在地質勘探的應用問題進行了探討，明確技術的應用流程和注意事項，為地質勘探測量工作的開展提供參考。

采用常規(guī)測量技術進行地質勘探，容易受通視條件、地形條件等各種條件的限制，測量效率較低，導致地質勘探工作量有所增加。伴隨著科學技術發(fā)展，衛(wèi)星導航（GPS）定位技術得以在地質勘探工作中得到了運用，能夠擺脫以往工程測量受到的限制，降低工程測量難度，使地質勘探工作高效開展。因此，還應加強衛(wèi)星導航（GPS）定位在地質勘探的應用分析，從而推動地質勘探水平的進步。

一、衛(wèi)星導航（GPS）定位技術特點

衛(wèi)星導航（GPS）定位技術實際就是運用GPS系統(tǒng)定位的一種技術，需要以衛(wèi)星導航為基礎，能夠進行實時、連續(xù)定位。所謂的GPS系統(tǒng)，其實就是全球定位系統(tǒng)，由地面控制、空間部分和用戶部分構成，空間部分是由24顆GPS衛(wèi)星構成的衛(wèi)星星座，控制部分是由分散在世界各地的地面跟蹤站構成的地面監(jiān)控系統(tǒng)，用戶部分包含用戶端設備、GPS信號接收機和數據處理軟件等。空間部分衛(wèi)星包含21顆可導航衛(wèi)星和3顆運行備用衛(wèi)星，擁有12個恒星的運動周期，每顆均能進行導航定位衛(wèi)星信號發(fā)送。用戶部分可以對GPS工作衛(wèi)星發(fā)射的信號進行接收和處理，從而滿足用戶導航定位等需求。從技術特點上來看，采用衛(wèi)星導航（GPS）定位技術無需確保各控制點保持良好通視條件，不需要建立覘標，能夠靈活選擇點位，節(jié)省大量人力、物力。在50km基線上，GPS定位精度可以達到（1～2）×10-6，在基線變長情況下測量精度也將提高。采用衛(wèi)星導航（GPS）定位技術，可以得到觀測站精確平面位置，并且得到精確大地高程數據，為測量工作開展提供三維坐標。通常情況下，GPS接收機不受天氣影響，具有防水功能，設備功耗也較低，可以連續(xù)開展觀測作業(yè)。采用快速靜態(tài)定位技術和實時動態(tài)定位技術，僅需要幾秒鐘就能完成放樣測量、地形測量等測量工作，測量效率較高。此外，GPS體積較小，并且實現(xiàn)了高度自動化，測量時只要確定儀器高，然后就可以將儀器打開進行自動測量，操作十分便利。

二、衛(wèi)星導航（GPS）定位在地質勘探的應用

（一）前期準備

實際在地質勘探中應用衛(wèi)星導航（GPS）定位技術，需要做好前期準備。因為在地質勘探的野外作業(yè)中，需要在野外環(huán)境下使用GPS，還要提前考察測量區(qū)域，加強高等級平面控制，完成工程相關資料的提前收集。根據具體數據，可以加強控制點坐標分析，合理進行控制點選擇，確保能夠測量得到精準度較高的數據。在前期準備階段，需要完成流動站和基準站實時參數及截止頻率的合理設定，流動站實時參數為1～2秒，基準站為4～5秒，截止頻率可以設定為10度。在實踐工作中，常常需要在山區(qū)作業(yè)，測量效果容易受到各種因素影響。為保證測量值精確度，需要提前確立作業(yè)方案。具體來講，就是需要完成軟硬件配置，確保野外作業(yè)設備符合國家出臺的《全球定位系統(tǒng)GPS測量規(guī)范》標準要求。結合要求，可以配備2臺雙拼GPS接收機、2臺電腦、4臺單頻GPS接收機和1臺繪圖儀。在軟件配置上，可以采用CA337.0軟件，并采用配套文字和數據處理軟件，實現(xiàn)無約束平差、基線向量等各種數據的規(guī)范處理。

（二）控制測量

在地質勘探控制測量階段，需要按照合同約定進行平面測量，實現(xiàn)點位的網狀布置，對測區(qū)各級點進行利用，對圖根控制點進行嚴格加密，以便使控制網保持良好安全性能。針對各級GPS網，需要滿足相應的技術要求。針對C級，平均距離應當達到4.5km，X≤10mm，Y≤5×10-6，最弱邊相對中誤差為1/70000；D級平均距離為2km，X≤10mm，Y≤10×10-6，最弱邊相對中誤差為1/40000；E級平均距離為1km，X≤10mm，Y≤20×10-6，最弱邊相對中誤差為1/20000。在控制網布置期間，應當保證相鄰點間極限最小距離至少達到平均距離1/3，最大距離不超過平均距離3倍。如果GPS網絡為一級，邊長需要小于200m，邊長中誤差小于±20mm。利用式（1），可以對各等級控制網相鄰點基線精度進行計算，式中σ指的是標準差，α則是固定誤差，b是比例誤差系數，d是相鄰點間距。采用點聯(lián)和線聯(lián)方式，能夠對GPS控制網進行觀測，構成獨立觀測環(huán)構網絡，包含若干組三邊形或多邊形，但邊數不能超出技術標準規(guī)定范圍。不同于傳統(tǒng)地質勘查以國際等級控制點為基礎進行控制測量，采用GPS定位技術可以根據各控制點高差進行整個測量區(qū)域高程控制點合理劃分，選擇適合擬大地的水準面精化控制點，所以能夠使測量中高程擬合精度得到提高。

（三）地形圖測量

地質勘查在詳查階段需要完成大比例地形圖的繪制，以便為勘探線孔位布設等工作的開展提供數據支撐。按照傳統(tǒng)測量方法需要在首級控制點上進行控制點加密，然后布設圖根點，利用全站儀完成碎步數據采集。采用GPS技術，能夠直接在已知控制點上進行基準站架設，利用流動站完成碎步測量。在流動站充足的情況下，可以同時利用多個流動站開展工作，使測量工作效率得到提高。在實踐工作中，需要對所測區(qū)域環(huán)境進行充分考慮，利用RTK測量技術完成地形圖測量。在測區(qū)最高點位上，可以進行基準站的設置，然后對現(xiàn)有三個區(qū)域控制點坐標進行利用，完成相關參數的求解。憑借其它控制點坐標，可以對求解參數進行檢驗。確定參數正確后，可以將其輸入到移動站中，完成數據收集。在植被茂盛的區(qū)域，需要利用RTK對地形圖根本點進行加密處理。

（四）工程測量

在工程測量階段，需要完成勘探基線和測線的布設。采用GPS動態(tài)測量技術，可以完成測區(qū)勘探線的布設。而勘探時間應盡量在樹枝樹葉較少的季節(jié)，以便加強實時監(jiān)測。在工程點定位時，如果采用傳統(tǒng)的交會法需要保證透視條件較好。對GPS動態(tài)測量技術進行運用，可以直接進行首級控制點位測量基準點的利用。求解相關參數時，應注意區(qū)域不超過15km。在地質勘探中，需要進行坑道近景點、鉆孔等工程點的測量。采用光電測距極坐標法，在野外實地測量后需要進行復雜的內業(yè)計算和檢核，采用人工方式進行勘探線剖面圖、工程布置圖等圖形的繪制，容易出現(xiàn)測定結果粗差概率高的問題，導致多地質點與地形圖出現(xiàn)相矛盾的位置。實際應用GPS定位技術，能夠利用衛(wèi)星定位進行整個區(qū)域地質環(huán)境信息的準確獲取，然后手動輸入勘探數據。聯(lián)合使用基準站和流動站，可以完成信號傳遞，準確獲取地質信息。發(fā)現(xiàn)錯誤數據，可以進行手動刪除，使測量誤差得到最大限度的降低，從而使基線的精確性得到保證。

（五）注意事項

應用GPS定位技術盡管能夠使地質勘探效率和能力得到提高，但在實際操作時需要加強影響測量精度的因素控制。首先，RTK測量獲得的每個觀測值為獨立數據，難以保證可靠性，所以需要提前與已知點位進行比對，確定相關數據準確性，保證衛(wèi)星數據正常鏈接。其次，測區(qū)有較高精度要求，需要在流動站采用三腳架對準中桿，保證天線穩(wěn)定，從而使精確值得到提高。再者，為避免測量受外界無線電干擾，一旦發(fā)現(xiàn)數據鏈接不穩(wěn)需要立即通知基準站，完成新電臺的選擇，然后使流動站進行新頻率接收。此外，測區(qū)內反射性強物體過多，將導致數據解算時間長或無法讀取，需要采用提高截止高度方法減少干擾，從而使測量精度得到保證。

三、結論

綜上所述，憑借數據準確、及時和操作便利等優(yōu)勢，衛(wèi)星導航（GPS）定位在地質勘探工作中得到了廣泛應用。在實踐工作中，應用衛(wèi)星導航（GPS）定位需要做好前期準備工作，然后按照相關標準嚴格開展控制測量、地形圖測量等各項工作。在實際進行地質勘查測量過程中，需要掌握可能對測量值產生影響因素，以便使測量誤差得到有效控制，繼而使勘探工作有效開展。