祁俊良QI Jun-liang；趙學(xué)軍ZHAO Xue-jun

（青海省核工業(yè)地質(zhì)局，西寧 810016）

（Bureau of Geology for Nuclear Industry of Qinghai Province，Xining 810016，China）

0 引言

青海省核工業(yè)地質(zhì)局在改期開放前期，因為發(fā)不起工資，業(yè)務(wù)荒廢導(dǎo)致了人心渙散，專業(yè)技術(shù)人才瓦解、流失，是新世紀西部大開發(fā)的熱潮給了地勘單位以重生的機遇。除了完成國家和地方地勘項目，從2007年起，該單位還積極開拓起了境外礦產(chǎn)勘查市場，承擔(dān)了老撾東泰鉀鹽礦區(qū)控制測量及地形圖測繪項目和老撾甘蒙省龍湖礦區(qū)西段鉀鎂礦詳查，各項精度指標(biāo)優(yōu)良，成績顯著，獲得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益，對于該單位自身的發(fā)展也是很大的促進。在市場化的蛻變過程中，現(xiàn)代測繪技術(shù)的引進和運用起到了舉足輕重的作用。

隨著電腦、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及測量儀器的高度智能化，3S 技術(shù)（GPS、CIS、RS）集數(shù)據(jù)采集、處理、運輸、顯示于一體，成了現(xiàn)代測繪技術(shù)的核心，具有測繪自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優(yōu)點[1]?，F(xiàn)代測繪技術(shù)和傳統(tǒng)測繪技術(shù)的綜合運用，使該單位在礦產(chǎn)勘查的作業(yè)速度、成果質(zhì)量、效益等方面取得了豐碩的成果。

1 利用GPS 來布設(shè)工程測量控制網(wǎng)

無論是地質(zhì)勘查和礦山開采設(shè)計，都需要建立工程測量控制網(wǎng)，作為各種測量的基礎(chǔ)。如果所勘測的礦區(qū)內(nèi)已有國家控制點時，則用插網(wǎng)、插鎖等方法布設(shè)加密網(wǎng)，否則就需要建立獨立控制網(wǎng)了。傳統(tǒng)的測量技術(shù)是采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、大平板儀、全站儀等測量儀器來進行測繪工作，受限制的條件較多，不僅耗時長、費用高，精度也往往達不到理想的狀態(tài)。直至GPS 特別是GPS RTK 在野外測繪工作中的廣泛應(yīng)用，才結(jié)束了以往一臺全站儀打天下的工作局面，乘上了現(xiàn)代測繪技術(shù)的高速列車，給我們的工作帶來了質(zhì)的飛躍。

利用GPS 技術(shù)來布設(shè)控制網(wǎng)，點位的分布情況視具體的工程需要而定。一般來說，工程控制網(wǎng)的范圍和點位隔距都不是很大，點位選擇的靈活性較小，埋石時由于點位精度要求不是很高，可以機動處理。而當(dāng)測區(qū)范圍不太大時，點位可以靈活布設(shè)，而不必考慮點距及點的通視，給測繪帶來了極大的方便。一般來說，區(qū)域面積在100km 以內(nèi)的測區(qū)，聯(lián)測5-7 個高精度的已知高程點就可以了，而區(qū)域面積在100km 以上的測區(qū)，聯(lián)測8-12 個高精度的已知高程點，便可以通過高程擬合的方式來取得所有控制點的高程，必要時可以進行水準(zhǔn)面的精化來使已知高等水準(zhǔn)點分布均勻，GPS 擬合高程也能夠達到相應(yīng)等級的水準(zhǔn)高程的精度[2]。

使用GPS 技術(shù)布設(shè)控制網(wǎng)是測量作業(yè)方式的革命性飛躍，不僅提高了測繪精度，減輕了勞動強度，帶來了效益的極大的提高，也直接方便了后期的施工測量。由于GPS所具有的精度高、全天侯、測站間無需保持通視等優(yōu)點，目前已大體上取代常規(guī)的測量方法，成為了建立各級控制網(wǎng)的主要手段。國內(nèi)外實測資料的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，由于極大地提高了工作效率和縮短了工期，用GPS 技術(shù)來建立控制網(wǎng)，外業(yè)費用可以節(jié)省約70%-80%左右，而且隨著GPS接收機的性價比不斷地提高，經(jīng)濟效益還會顯著地提高。

2 GPS RTK 測量技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中高精度、高效率的運用

GPS RTK 是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的高效率測量方法，采用了載波相位動態(tài)定位技術(shù)，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。它的工作原理是將一臺GPS 接收機置于基準(zhǔn)站上，另一臺或者是幾臺接收機置于流動站上，利用差分原理，也就是說使用地面基站為接收和解算差分發(fā)送差分信息的原理，實時提供流動站在指定坐標(biāo)系中的三維定位坐標(biāo)。GPS RTK 測量技術(shù)精度高，沒有累積誤差，工作模式較為簡單、定位速度高、操作方便，不需要通視，綜合效益高等特點，為工程放樣、地形測圖，和各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)的效率。

2.1 運用GPS RTK 技術(shù)在礦區(qū)勘查中放樣時，因為礦區(qū)的地形都很復(fù)雜，通視情況弱，而GPS RTK 可以進行遠距離作業(yè)，速度快并且不要求通視，操作方便。工作時，以一臺架設(shè)在相對較高位置的GPS 作為基準(zhǔn)點，周圍50m范圍內(nèi)不得有信號塔、高壓線等干擾，選擇一個已知點作為控制點來布設(shè)流動站，可以是一臺或者是幾臺GPS 接收機，利用電子手薄上的“點放樣”或者是“線放樣”功能進行工作。通過電子手薄的提示信息，測繪人員便可以迅速地找到放樣點，節(jié)省大量外業(yè)時間，提高工作效率。

2.2 GPS RTK 技術(shù)在礦區(qū)地形測圖中的應(yīng)用。大比例尺地形圖在礦產(chǎn)勘查詳查階段是必不可少的，傳統(tǒng)的測繪方法不僅要先布設(shè)圖根點，并且還需要在通視條件下去測量碎部點，而礦產(chǎn)勘查區(qū)域基本上都是高山地帶，地形復(fù)雜，這就增加了測繪的難度，作業(yè)時間長、效率低下。而GPS RTK 技術(shù)不要求點間通視，測圖時，甚至只需要一個技術(shù)人員背著儀器在要測量的碎部點停留1、2 秒，同時在電子手薄上輸入特征編碼，點位精度符合要求后，把所測的區(qū)域內(nèi)的地形地物點測定后，由專業(yè)的測圖軟件即可完成所需的地形圖。

實踐經(jīng)驗證明，GPS RTK 測量技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查地形測量中有巨大優(yōu)越性，改變了傳統(tǒng)測量模式，給測量手段帶來了重大的技術(shù)變革，極大地方便了地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量人員的日常工作，節(jié)省了人力，縮短了成圖的周期。

2.3 GPS RTK 控制測量，是由儀器直接記錄控制點的平面坐標(biāo)和高程值，實踐證明，觀測值中誤差和平均值中誤差均可以滿足《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》中最弱點的點位中誤差≤±5.0cm 的要求。由于是實時確定定位精度，當(dāng)點位精度達到要求時，測量人員即可停止觀測，因而極大地提高了工作效率。

3 現(xiàn)代測繪技術(shù)與傳統(tǒng)測繪技術(shù)的互補

因為GPS 測量技術(shù)具有用途廣泛、自動化程度高、定位精度高等優(yōu)勢，在測量的作業(yè)速度、成果質(zhì)量以及效率等方面是傳統(tǒng)的測量技術(shù)難以比擬的，再加之隨著國產(chǎn)GPS 儀器的不斷發(fā)展和完善，價格也降到普及的程度，因而使得GPS 測量技術(shù)在測繪行業(yè)得到了廣泛的推廣和運用。但是GPS 測繪技術(shù)自身存在著某些不足和局限性，比如遇到強磁場干擾、太陽黑子干擾，及超遠距離、遮擋等，對于測量質(zhì)量就會有一定的影響，甚至是完全無用武之地，比如隧道、礦山坑道等測量。

礦山測量是一項復(fù)雜的、綜合性的工程技術(shù)，需要視具體的情況、分階段來采取不同的測量儀器和測繪方案，將GPS 測量技術(shù)和傳統(tǒng)的測量技術(shù)綜合運用，以達到最合理、最佳的效果。根據(jù)我們的實踐，鑒于GPS 技術(shù)的特點和優(yōu)勢，建立工程控制網(wǎng)應(yīng)首選GPS 方案，在進行地下工程、坑道測量中，地面首級控制網(wǎng)可以采用GPS 技術(shù)，在地下坑道測量中還需要經(jīng)緯儀、全站儀等測量儀器來完成；在測定碎部特征作業(yè)中，大多數(shù)的情況下采用全站儀更具有優(yōu)勢[2]；而放樣工程，多數(shù)情況下，GPS 技術(shù)則更具有優(yōu)勢。

4 結(jié)語

雖然現(xiàn)代測繪技術(shù)已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，但是目前通行的測繪技術(shù)，還是存在著一個致命的弱點，那就是所有測繪作業(yè)都需要建立測量控制網(wǎng)，離開了控制網(wǎng)，任何測繪作業(yè)都無法進行。即使是最能體現(xiàn)當(dāng)代測繪水平的GPS RTK 技術(shù)，也要利用已知控制點來設(shè)立基準(zhǔn)站，精度受作業(yè)半徑的影響，因為離基準(zhǔn)站越遠，測量誤差就會越大。

測繪技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，就是能夠突破現(xiàn)行測繪模式的缺陷，擺脫測量控制網(wǎng)的束縛，實現(xiàn)無控制網(wǎng)，無基準(zhǔn)站，無作業(yè)半徑，不受時間地域限制，在全球任何地區(qū)測量點位精度一致，且僅單人單機即完成全部的野外作業(yè)。一種全新的換代技術(shù)進入了我們的視野，那就是自由超站儀[3]。它是一種集GPS 接收處理、測角測距一體化的測繪儀器，主要由動態(tài)PPP、測角測距系統(tǒng)集成。這種測繪技術(shù)克服了目前普遍使用的全站儀、GPS、RTK 技術(shù)的眾多缺陷，運用廣泛，是測繪行業(yè)的升級換代產(chǎn)品。

總括起來說，自由超站儀具有以下幾大優(yōu)勢：

①自由測繪：自由超站儀完全擺脫了控制網(wǎng)的束縛，隨時可以測量任何一點當(dāng)前的高斯平面坐標(biāo)，作業(yè)實施中，不需要設(shè)立基準(zhǔn)站、不受作業(yè)半徑限制，單人單機即可完成，實現(xiàn)了自己測繪。②定位精度高、速度快：自由超站儀工作時，靜態(tài)單點定位（在待測點上觀測10 分鐘），精度可達1cm，動態(tài)單點定位（邊走邊測，每個點觀測1～3 秒鐘），精度優(yōu)于30cm。③無需通視：自由超站儀將動態(tài)單點系統(tǒng)、測角、測距系統(tǒng)一體化，克服了GPS 必須頂空通視的缺限。④圖形編輯方便：自由超站儀的動態(tài)PPP 定位軟件具有自動從網(wǎng)上搜索和下載IGS 精密星歷和鐘差、進行非差精密定位解算等功能。⑤攜帶方便：可以直接將接收機里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入移動硬盤，方便攜帶。

隨著地勘市場的競爭趨向激烈，老礦山深部和各類隱伏區(qū)的探礦難度大，急需先進、高效的技術(shù)方法來指導(dǎo)深部找礦，這對于中青年技術(shù)人員提出了更高的要求。只有不斷地學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性的使用先進技術(shù)，才能夠適應(yīng)未來的地勘工作。且行且努力！

[1]李淑燕.淺談數(shù)字化測繪技術(shù)和地質(zhì)工程測量的發(fā)展應(yīng)用[J].科技信息，2009，25：37.

[2]呂士花.單英杰.全站儀放樣與RTK 放樣的精度比較[J].中國科技信息，2010，1.

[3]梅曉丹，王文福，張玉娟，劉妍.基于土地二調(diào)城鎮(zhèn)地籍調(diào)查的超站儀應(yīng)用實驗[J].地理空間信息，2012，2，1.