【摘 要】 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新的技術(shù)在日新月異的變化，GPS定位技術(shù)作為二十世紀(jì)的偉大發(fā)明，被應(yīng)用于眾多的科學(xué)領(lǐng)域中，近年來(lái)，由于其具有廣泛的適用性，GPS技術(shù)在礦區(qū)勘查中對(duì)各類勘查工程的直接放樣和定測(cè)的作用，也越來(lái)越被人們所重視。因此，本文就GPS快速靜態(tài)定位技術(shù)來(lái)探討其在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 GPS；快速靜態(tài)定位技術(shù)；地質(zhì)測(cè)量；應(yīng)用

一、前言

眾所周知，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是美國(guó)上世紀(jì)的重要成果之一，由于我國(guó)還處于發(fā)展中國(guó)家，必須依靠自己的資源來(lái)吸取外資，從而實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的目的。但是，隨著礦產(chǎn)地質(zhì)的大量的開(kāi)發(fā)，利用GPS測(cè)量為主的測(cè)量手段已經(jīng)被越來(lái)越多的為勘探者所應(yīng)用，基本處于主導(dǎo)地位，對(duì)于礦產(chǎn)的勘測(cè)具有重大的意義。

二、新時(shí)期地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

1.全球定位系統(tǒng)（GPS）的發(fā)展

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System-GPS）衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展已運(yùn)用到航天、航海、汽車、地質(zhì)測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域。GPS衛(wèi)星定位測(cè)量是指通過(guò)GPS衛(wèi)星定位來(lái)勘測(cè)地質(zhì)情貌，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，給測(cè)繪行業(yè)帶來(lái)了新的契機(jī)，是新時(shí)期測(cè)繪行業(yè)做為重要的一種測(cè)量方法。地質(zhì)測(cè)量由于作業(yè)環(huán)境限制，有著強(qiáng)度大，效率低，周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，而GPS在地質(zhì)測(cè)量行業(yè)的運(yùn)用，大大緩解了這一問(wèn)題。GPS定位技術(shù)摒棄了傳統(tǒng)的測(cè)角、測(cè)距等為主體的地面定位技術(shù)，可直接通過(guò)高速度、高精度的鎖定目標(biāo)的三維坐標(biāo)。GPS全球定位系統(tǒng)還可長(zhǎng)時(shí)期對(duì)擬定項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但每次觀測(cè)周期相對(duì)于傳統(tǒng)地質(zhì)測(cè)繪方法來(lái)說(shuō)要短的多，且測(cè)量的數(shù)據(jù)精確程度更高。GPS全球定位系統(tǒng)適用于大地控制網(wǎng)、橋梁、隧道、工程等項(xiàng)目的測(cè)繪，其具體操作流程為通過(guò)基準(zhǔn)站以及移動(dòng)站之間安放的接收機(jī)，同步接收四顆以上的衛(wèi)星，并通過(guò)無(wú)線電連接各接收機(jī)，來(lái)采集數(shù)據(jù)。

三、快速靜態(tài)定位

1.快速靜態(tài)定位

快速靜態(tài)定位是靜態(tài)定位的衍生品，對(duì)客觀環(huán)境依賴程度大，但卻有高效快速和高精確度的特點(diǎn)。其工作原理是在每個(gè)用戶站上安裝GPS接收機(jī)，并保持接收機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集。用戶站同時(shí)接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行解算來(lái)調(diào)整用戶站的三維坐標(biāo)。當(dāng)結(jié)算結(jié)果的變化趨勢(shì)越來(lái)越小，達(dá)到穩(wěn)定地步，并且其誤差在可允許厘米范圍之，定位工作結(jié)束。如果用戶站的接收機(jī)處于流動(dòng)狀態(tài)，而非靜止?fàn)顟B(tài)，只需調(diào)整接收機(jī)接受衛(wèi)星的頻率為不連續(xù)狀態(tài)，也可保證測(cè)量結(jié)果在誤差范圍之內(nèi)。

2.GPS技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量的分析

地質(zhì)工程測(cè)量由于作業(yè)環(huán)境限制，有著強(qiáng)度大，效率低，周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此需要先進(jìn)設(shè)備儀器輔助作業(yè)。傳統(tǒng)的輔助儀器以電子全站儀應(yīng)用最為廣泛，但是仍然不能滿足地質(zhì)工程測(cè)量的強(qiáng)度需要，科技含量更高的設(shè)備儀器和技術(shù)需求迫在眉睫。而GPS在地質(zhì)測(cè)量行業(yè)的運(yùn)用，大大緩解了這一問(wèn)題。當(dāng)前，靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)、快速靜態(tài)技術(shù)使用頻率較大，對(duì)測(cè)量設(shè)計(jì)方案和實(shí)地作業(yè)有很大方便。在設(shè)計(jì)階段，使控制測(cè)量和地形圖的繪制更為精確；在實(shí)際作業(yè)中，對(duì)定點(diǎn)、放線、位置坐標(biāo)、高度的把握及施工有很大幫助。GPS技術(shù)在測(cè)量工程中的運(yùn)用仍屬于初級(jí)階段，仍需要不斷改革創(chuàng)新，迎合工程進(jìn)度難度。

四、利用GPS作地質(zhì)測(cè)量

在做GPS地質(zhì)測(cè)量中，首先要放置一臺(tái)參考的基準(zhǔn)站在室內(nèi)，并且與電腦或者無(wú)線設(shè)備連接，便于記錄設(shè)備測(cè)量所得的數(shù)據(jù)，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)管理。在運(yùn)動(dòng)的基站開(kāi)始測(cè)量之前，一定要先檢查參考的基準(zhǔn)站是否工作正常。在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)可以選擇的配置方案有很多，但是方案都是用于GIS數(shù)據(jù)采集的，根據(jù)實(shí)際作業(yè)的要求，來(lái)選擇測(cè)量所用的儀器，對(duì)其精度等做出準(zhǔn)確選擇；運(yùn)動(dòng)的基站一定要架設(shè)在參考的標(biāo)準(zhǔn)基站作用范圍內(nèi)，運(yùn)動(dòng)的基站的數(shù)量可以根據(jù)作業(yè)的數(shù)據(jù)采集的進(jìn)度而進(jìn)行適量的增加；采集的數(shù)據(jù)要用一些軟件計(jì)算，而得出所要的結(jié)果，最高的精度可以達(dá)到厘米級(jí)別。

五、GPS技術(shù)在地質(zhì)測(cè)量中的具體應(yīng)用

1.GPS技術(shù)在野外施測(cè)中的具體應(yīng)用

（一）可以用于選點(diǎn)

GPS技術(shù)使用起來(lái)比較靈活，不要求各個(gè)測(cè)試站間必須有通視，它還有比較靈活的圖形結(jié)構(gòu)。所以，很容易進(jìn)行選點(diǎn)工作。很適合在山林地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)的勘探工作。但是GPS技術(shù)還有其自身的特點(diǎn)，為了使后續(xù)工作能夠更好地進(jìn)行，在野外的選點(diǎn)工作中，還要注意對(duì)一下幾個(gè)因素的考察。

（二）再選點(diǎn)時(shí)，盡可能的遠(yuǎn)離大面積的水面，因?yàn)榇竺娣e的水面會(huì)產(chǎn)生多路徑相應(yīng)，不利于探測(cè)工作的準(zhǔn)確性。

（三）在選點(diǎn)時(shí)還要注意，探測(cè)點(diǎn)的周圍高度角在十五度以上的范圍之內(nèi)不能存在障礙物，如果存在障礙物，會(huì)使信號(hào)被遮擋或者是被吸收，不利于考察工作的進(jìn)行。

2.可以應(yīng)用于觀測(cè)

如果采用GPS技術(shù)進(jìn)行靜態(tài)的測(cè)量工作時(shí)，必須要求在觀測(cè)的整個(gè)過(guò)程中和接收機(jī)天線的位置是相對(duì)靜止的。此外，要同時(shí)開(kāi)啟多臺(tái)機(jī)器。另外，要在每一次測(cè)量的開(kāi)始之前還有測(cè)量工作結(jié)束以后都要對(duì)觀測(cè)的衛(wèi)星信號(hào)、還有當(dāng)時(shí)的天氣情況、經(jīng)緯度等問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的記載。與此同時(shí)，如果各個(gè)機(jī)器的位置存在差異，還要分別對(duì)它們的位高進(jìn)行記錄。數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，接收機(jī)的天線位置要作為一個(gè)不變量來(lái)處理，這樣，待定點(diǎn)的坐標(biāo)就可以通過(guò)接收到的數(shù)據(jù)的變化來(lái)求得。

3.在竣工測(cè)量中的應(yīng)用

常規(guī)的竣工測(cè)量方法（如經(jīng)緯儀、測(cè)距儀等）通常是布設(shè)控制網(wǎng)點(diǎn)后進(jìn)行測(cè)量。這種方法要求點(diǎn)間通視，且測(cè)量精度不均勻，在外業(yè)中不能實(shí)時(shí)獲得測(cè)量成果。竣工測(cè)量一般時(shí)間要求緊迫，而且測(cè)繪的內(nèi)容比普通測(cè)圖要求更為詳盡，因此選擇GPS進(jìn)行竣工測(cè)量成為一項(xiàng)重要內(nèi)容。利用GPS進(jìn)行竣工測(cè)量要注意以下幾點(diǎn)：

（一）在丘陵地區(qū)GPS的作用距離不應(yīng)超過(guò)4米，否則其觀測(cè)精度無(wú)法得到保障。

（二）丘陵地區(qū)在高程方面，采用一個(gè)觀測(cè)條件最好且距離測(cè)區(qū)較近的控制點(diǎn)進(jìn)行投影解算，其結(jié)果是最可信的，不宜采用兩點(diǎn)或兩點(diǎn)以上控制點(diǎn)進(jìn)行高程投影解算。

（三）在城鎮(zhèn)規(guī)劃竣工測(cè)量中，由于樓房密度較大，而GPS接收機(jī)觀測(cè)條件有一定限制，所以在竣工細(xì)部測(cè)量中可以使用全站儀與GPS相結(jié)合的方式。

4.GPS在地質(zhì)測(cè)繪工作中的具體應(yīng)用

（一）測(cè)定大地控制網(wǎng)點(diǎn)

在地質(zhì)測(cè)繪中的勘測(cè)網(wǎng)絡(luò)一般是由基線和勘探線所組成的，對(duì)于地質(zhì)勘測(cè)區(qū)域來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有大比例尺寸的地區(qū)，則應(yīng)當(dāng)建立起一個(gè)勘探區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)，以此作為勘探工程的基本空股指網(wǎng)絡(luò)。在勘探區(qū)域內(nèi)，利用分級(jí)布設(shè)的方式對(duì)GPS控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布，這種分布方式能夠有效的為勘測(cè)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的確定提供一定的參考基礎(chǔ)，同時(shí)也能夠在區(qū)域勘測(cè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)形成長(zhǎng)短邊結(jié)合的結(jié)構(gòu)，以此來(lái)減少邊緣誤差的積累，也有利于利用GPS對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行分析和判斷。

（二）野外觀測(cè)的應(yīng)用

GPS技術(shù)的運(yùn)用對(duì)測(cè)站之間并沒(méi)有通視的要求，所以在設(shè)置圖形結(jié)構(gòu)時(shí)也具有更多的靈活性，因此，在進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)更為容易，特別是在山區(qū)的地質(zhì)勘測(cè)工作中，這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)的更為明顯。

（三）數(shù)據(jù)處理

利用GPS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要是對(duì)原始的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和整理，為下一步的計(jì)算和分析做準(zhǔn)備。利用GPS進(jìn)行地質(zhì)測(cè)量，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)各種基線向量進(jìn)行計(jì)算，然后再通過(guò)其與重復(fù)觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從中獲得最為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。當(dāng)進(jìn)行預(yù)處理之后，需要格根據(jù)預(yù)處理的相關(guān)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)平差的計(jì)算，在國(guó)家坐標(biāo)系或城市坐標(biāo)系下進(jìn)行二維約束平差。

六、結(jié)束語(yǔ)

有上述分析可知，我國(guó)的GPS定位系統(tǒng)雖然落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，但是在近些年來(lái)我國(guó)的科學(xué)技術(shù)的不斷地突破和創(chuàng)新，取得了一系列的突破進(jìn)展，GPS技術(shù)不僅僅被應(yīng)用于車輛定位系統(tǒng)中，而且在眾多的方面都得到了應(yīng)用，在地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用使得地質(zhì)研究和礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)勘測(cè)工作不斷地簡(jiǎn)易。

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