传统测量与GPS技术在地质勘查中的应用分析

【摘 要】本文在地质勘查过程中涉及的控制测量、地形测量、地质勘探三个方面，对传统测量技术与GPS测量技术进行了分析比较，指出GPS测量技术其测量速度快、精确高、费用低等优点，从而证明在地质勘查过程中引入GPS测量技术的正确性。

【关键词】传统测量；GPS；地质勘查

对地质进行勘查，就是测绘出不同比例尺寸的地形图，准确测定各类工程的槽、钻探等点位置，为地质勘探工程测量、矿区企业生产经营服务。传统的测图方法，通常都是先布设控制网点，在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点，再依据加密的控制点和图根控制点，测定各种勘探工程点的点位。而GPS新技术的应用，它可以快速并高精确的测定各级控制点的坐标，并以其精度高、速度快、操作简便等优良特性，被广泛应用于地质工程测量领域。本文针对传统测量技术与GPS测量技术，在地质勘查工程测量中的应用情况进行了分析和探讨。

1 控制测量方面的分析

传统的矿区控制测量是在国家等级控制点的基础上，采用测边网、测角网、线型锁、导线网等手段进行。采用这种传统的测量手段，点的位置必须要满足一定的通视条件。为了满足通视条件，有些点位需要建造较高的觇标或者砍伐大量的树木，消耗大量的人力、物力、财力，而且在观测时，受季节、气象、时间等因素的影响较大。所以，传统的测量方法在建立控制网时，具有精度低、费用高、耗时长等缺点。

而GPS定位技术在地质勘查中，所表现出来的全天候、高精度、测站间无需保持通视等优点，已基本取代了传统的测量技术，为建立各级平面控制网的主要手段。据国内某机构研究表明，利用GPS来布设国家控制网、城市控制网、工程测量控制网时，所需的工天数约为传统方式的1/6，所需费用为传统方式的1/3，并且精度也比传统方式更好。

另外，在高程控制网的建立方面，GPS技术也有突出的优势。通常情况下，平地、低丘地区面积在100 km2以内的测区，联测4～5个高精度的已知高程点；面积在100km2以上的测区，联测6～10个高精度的已知高程点，就可以通过高程拟合的方法取得所有控制点的高程。 GPS拟合高程也能够达到相应等级的水准高程的精度。

2 地形测量方面的分析

地质矿产勘探区大比例尺寸地形图，是对地质勘探和矿山规划设计所必需的基础性图形资料。是否可以科学的、顺利的进行地质勘探和规划设计，取决于能否快速并准确地获得高质量的现势地形图。在采用传统的方法测图前，首先要先建立控制网，在控制网基础上加密控制点，再利用加密的控制点布设图根点，最后在图根点上安置仪器进行碎部测量，绘制成大比例尺寸地形图。所需仪器多为经纬仪、绘图板、塔尺等，到后来用于野外数字化采集的全站仪、棱镜等设备，使用这些设备都摆脱不了对高密度控制点（规范规定每平方公里内1∶1000比例尺测图不少于45点，1∶2000比例尺不少于14点，1∶5000比例尺不少于5点，并应均匀控制测区）的依赖，劳动强度大、速度慢、精度低、耗时长，每组至少需要2～3个人。采用GPS RTK测量技术，不需要进行加密控制，在首级控制网建好后即可进行碎部测量。基准站可以设置在已知控制点、接受无线电通讯或卫星信号条件好的知点上，对流动站的已知点进行检查并校准，确认其平面坐标和高程满足限差要求后，即可进行数据的采集作业。一个基站可以支持多个流动站进行作业，而每一个流动站只需要一个人就可以操作，并在沿线碎部点上停留几秒钟，每点的平面坐标、高程就可以获得。结合输入点的属性信息和特征编码，构成碎部点的数据库，再通过CASS软件自动绘制并稍加人工修改，便可绘制出高精度的地形图。一个基准站的辐射半径可达3～5km，所以，不需要加密图根控制，控制点之间也不需要通视。因此，在进行全野外数字化地形测量作业时，采用GPS RTK技术要比传统测量技术，在劳动强度、测量速度、测量精度、耗用时间等方面的优势非常明显，在地质测绘领域的认知度也较高。

3 地质勘探方面的分析

传统的地质勘探测量包括勘探网测量、勘探线剖面测量、勘探坑道测量、定位测量、矿区勘界测量等。而这种测量方法，在勘探线端点、工程点、剖控点时，在其附近的控制点处需要架设光电测距仪，采用极坐标法、经纬仪视距极坐标法进行测量。其勘测程序繁多、精度较差，尤其是在采用经纬仪视距极坐标法进行测量时，其测量精度的准确性更是无法控制。钻孔、槽探端点、坑道近井点等工程点的定测，通常都是采用测角交会法、光电测距极坐标法进行勘测，在野外测量完成后，还需要进行复杂的计算、检核，然后再进行手工展绘勘探线剖面图、实际材料图、勘探工程布置图及地形地质图等。由于大部分地质点都是采用的视距极坐标法测定，所以误差大且粗差出现率很高，而且在制作地形地质图时，地形图和地质点的矛盾点较多，处理起来也非常繁琐。另外，在采用传统测绘技术进行地质勘探工程测量时，一个不足10km2的勘探工作区，需要在勘探区驻扎3～4个作业组，野外工作完成后，还需要进行很长时间的后续工作，如制作图件、整理资料等。因此，劳动强度大、工作效率低、成果成图质量低并难以确保地质勘查工作的需要。

在GPS和GPS RTK技术问世，并在测量方面被广泛应用后，使原来比较复杂的地质勘探工程测量变得简单，测量精度也有大幅度的提高。一个基准站可以服务于多个移动站开展放样或者定位测量，尤其是在勘探网、勘探线剖面的施测中，RTK的线放样功能更是表现的游刃有余，彻底避免了在常规的勘探线测量中，勘探线上障碍物对测量视线、精度的影响。RTK灵活的测量方法，可以使得工程点的定位、勘探网的布设、勘探线剖面测量等测量工作能够同时开展。

4 结束语

在科学技术飞速进步和国产GPS仪器不断研发的背景下，单台GPS接收机的价格已从数十万元降至几万元，促使该技术在测绘行业的普及与实现。GPS测量技术给测绘工作带来了革命性的变化，其在作业速度、成果质量、劳动强度等方面所具有的优势，实时地完成厘米级精度定位，极大地提高了工作效率，这是传统测量技术无法比拟的。但它也存在一定的不足，如易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况等影响，因此该技术还需进一步完善。

参考文献：

[1]GB/T18341-2001.地质矿产勘查测量规范[S]

[2]叶积龙，甘艳辉，然见多杰.GPS在野外地质找矿工作中的应用浅析来[J].地矿测绘2006（1）

作者简介：

王东明（1982年10月-）男，辽宁省沈阳人，汉族，大学本科，工程师，从事工程测量技术工作。

胡振明（1965年8月-）男，辽宁省沈阳人，满族，大学专科，工程师，从事工程测量技术工作。