探讨地质测绘中GPS技术的运用

摘要：全球卫星定位系统（GPS）是美国上世纪的重要成果之一，由于我国还处于发展中国家，必须依靠自己的资源来吸取外资，从而实现带动我国经济增长的目的。但是，随着近半个世纪的开采，我国的矿产等资源的形式已经开始变得严峻，由此衍生的地质勘察行业开始变得火爆，而在现代的勘探中，利用GPS测量为主的测量手段已经被越来越多的勘探者所应用，基本处于主导地位。本文针对地质测绘中 GPS 技术运用的相关问题进行简单的探讨。

关键词：地质测绘；GPS 技术；全球卫星定位系统

中图分类号：P228.4

0引言

GPS技术应用于测量工作以来，因其精度高、全天候、成本低和效率高等特点被广泛应用于测绘行业及其他领域，它作为野外定位的最佳工具正逐步成为现代测量的主要手段.在野外地质勘查找矿方面，GPS技术能适应地质勘查中矿区预查、普查阶段各类勘察工程放样、测图的技术要求，大幅度地提高了野外工作效率。

1 GPS RTK的基本原理

RTK是Real Time Kinematic的缩写，翻译成中文为实时动态测量技术，GPS- RTK测量技术是GPS测量技术和GPS数据传输技术的组合技术，它是以载波相位观测为根据的实时差分的一种GPS技术，基本的工作原理一般都是首先找一个点安置一台参考的GPS 双频接收机， 对所有能搜索到的GPS卫星进行不间断的监测，并将监测到的信息和自身的识别信息通过无线电设备实时传送出去，同时，还要设置一个流动的GPS接收机，此接收机除了接收GPS卫星信号外，还要接收来自基准站的一些数据信息，然后，通过仪器实时的算出此流动GPS接收机的三维坐标和精度信息，由于此方法需要GPS卫星的实时支持，因此，就有了此方法的局限性。美国的GPS卫星并不是在我国的所有位置都有信号，在一些偏远的山区就没有卫星的信号，如果需要测量那里时，此方法便不适用了。

2 GPS 应用于地质测绘的重要性

经济的快速发展促进了城市化进程的不断加快，地质测绘工作作为一项基础性的测量也受到了越来越多的重视。随着 GPS 技术广泛的运用，其在地质测绘中的重要性也逐渐的凸显出来，具体可以归纳为：

2.1 高新技术的运用使得测绘人员从繁重的体力劳动中解脱出来，减轻了地质人员的劳动强度。

2.2 GPS 手持仪器的使用为地质填图数据的采集提供了更为简便的途径。

2.3 针对一些特殊的地质，如山区、高山区地区的遮挡地质填图也提供了更为方便的服务，与此同时，也减少了测量人员进入到野外测量的工作量。同时，在野外地质勘察中运用 GPS 技术，能够提高找矿的准确性，促进了工作效率的提高。

2.4 利用 GPS 单点绝对定位技术对一些小比例尺的测绘工作提供更为精确的定位技术，以此来实现对地质测量点的确定，使得以往繁琐的测量环节得到了简化。

2.5 利用 GPS 技术能够使数据技术的传输和共享，为信息的二次使用提供帮助。

2.6 在对灾害地质进行勘察和测量时，运用 GPS 能够对全球和区域内的地质板块的运动状态进行监督，阿同时也可以利用 GPS 全天候和全覆盖的特点，及时灾害地质中发生的变化，及时对地质灾害发出预报。

3 GPS 在地质测绘工作中的具体应用

3.1 测定大地控制网点

在地质测绘中的勘测网络一般是由基线和勘探线所组成的，对于地质勘测区域来说，如果没有大比例尺寸的地区，则应当建立起一个勘探区域控制网络，以此作为勘探工程的基本空股指网络。在勘探区域内，利用分级布设的方式对 GPS 控制网络进行分布，这种分布方式能够有效的为勘测区域内的各个测量点的确定提供一定的参考基础，同时也能够在区域勘测网络内形成长短边结合的结构，以此来减少边缘误差的积累，也有利于利用 GPS 对数据处理结果进行分析和判断。

3.2 在水下地形测绘中的应用

地质测量时遇到需要绘制水下地形图时，要求其应当明确的标识水深和平面位置，然后再利用计算机进行水下绘制。以往的绘制过程中使用的是经纬仪、境外测距仪等，这些设备使用起来都较为复杂，而且在水下地形图的绘制方面也不够精确。而 GPS 技术的运用，使得水下测绘的问题得到了很好的解决。

3.3 野外观测的应用

3.3.1 选点 GPS 技术的运用对测站之间并没有通视的要求，所以在设置图形结构时也具有更多的灵活性，因此，在进行选点时更为容易，特别是在山区的地质勘测工作中，这项优势体现的更为明显。但是，GPS 的运用也是存在一定的特殊性，不仅要考虑到前期的测量布控，同时也要对其后续测量进行充分的考虑，具体的说，在进行选点时需要考虑以下问题：第一，点位要与大面积水面具有一定的距离，避免受到影响而产生多路径效应；第二在选点周围的高度角 15°以上，不能存在障碍物，以免对信号的接收产生影响；第三，点位的确定要与大功率无限电发射源以及高压线等设施保持一定的距离，避免电磁场对信号产生干扰；第四，选点的位置要保持通行方便，而且视野开

阔，对于日后的观测和使用都具有一定的基础作用；第五，在选点完成后，要及时填写选点日记。

3.3.2 观测 在进行 GPS 静态测量时，整个测量过程中 GPS 接收机都处于一个静止的转台，而不同的接收机应该在不同的时间段内进行开启，在每个时间段进行接收机的开启之前要对测量现场的卫星好、天气状况以及实时经纬度等进行一次详细的记录，并且记录不同仪器的高度。在进行数据处理时，要将不同时间段的改变而发生变化数据的数值进行记录，然后通过具体的计算获得相应的测量结果，观测的时间一般要根据实际的测量情况进行确定，在半小时到十几个小时之间不等。

3.4 数据处理

3.4.1 对于观测数据的预处理。

利用 GPS 对数据进行预处理，主要是对原始的观测数据进行编辑和整理，为下一步的计算和分析做准备。利用 GPS 进行地质测量，需要对原始数据进行预处理，然后对各种基线向量进行计算，然后再通过其与重复观测的数据进行对比，从中获得最为准确的数据结果。

3.4.2 测量数据的处理。

当进行预处理之后，需要格根据预处理的相关数据作为依据，进行观测数据平差的计算。在计算的过程中，通过独立的基线组成一个闭合图形，然后再利用三维基线以及相应的方差协作作为观测信息，进行 GPS 网的三维无约束平差，在无约束平差确定的有效观测量基础上，在国家坐标系或城市坐标系下进行二维约束平差。当只有一个国家点作为起算点时，可建立地方坐标系。在建立独立的地方坐标系时，若测区的平均高程超过一定数量，则以这个平均高程面作为坐标的投影面，测区离中央子午线较远时，应选取通过测区中心的子午线作为坐标系的中央子午线。

4 结束语

随着科学技术的不断发展，GPS 技术也将不断的发展和更新，其在地质测绘工作中的运用也将更为方便和快捷，同时也能够促进地质测绘技术的不断发展与完善，促进我国地质事业的持续发展。

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