周超波

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS定位技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，其具有高效率、成本低、操作簡便、定位精確的特點，主要由GPS衛(wèi)星及其星座、GPS信號接收機、導(dǎo)航電文存儲器、微處理機等部分組成，具有良好的發(fā)展前景，深受廣大測量工作者的青睞。因此，將GPS定位技術(shù)應(yīng)用在礦產(chǎn)勘查控制測量與工程測量中，將會收到良好的效果，該文則對GPS在礦產(chǎn)勘查控制測量與工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行探討，分析GPS技術(shù)的測量原理，結(jié)合新的技術(shù)手段進(jìn)行勘查測量，使GPS技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：GPS 礦產(chǎn)勘查 控制測量 工程測量 應(yīng)用

中圖分類號：P2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0029-01

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）簡稱GPS，由于其定位精度高，在礦產(chǎn)勘查控制測量與工程測量中，GPS定位技術(shù)受到地質(zhì)找礦工作者的青睞，其主要由GPS衛(wèi)星、地面監(jiān)控站、GPS信號接收機及微處理器組成，在測站之間不需要通視，可以自動完成測量操作。

1 GPS在控制測量中的應(yīng)用

1.1 GPS控制測量

根據(jù)GPS控制測量的性質(zhì)劃分，可以分為外業(yè)工作（選點埋石、野外觀測、成果檢測等）和內(nèi)業(yè)工作（技術(shù)設(shè)計、測量后的數(shù)據(jù)處理、測量技術(shù)總結(jié)等）兩部分。分析GPS測量的工作程序，在作業(yè)方法上，應(yīng)聯(lián)測至少3個已知平面高等級點；選用的GPS接收機應(yīng)經(jīng)過檢校，儀器精度滿足相應(yīng)等級GPS控制測量要求；在作業(yè)要求上，由于GPS控制測量可以構(gòu)成多種圖形的控制網(wǎng)，布網(wǎng)靈活，可靠度、精確度比較高，比較適用于國家大地控制網(wǎng)、隧道測量、勘查測量及工程點測量，由于GPS測量的技術(shù)較復(fù)雜，工作要求也比較高，這就要求在滿足用戶的情況下應(yīng)對測量各個階段的工作進(jìn)行精心設(shè)計。

1.2 工程概述

針對某地區(qū)的銅多金屬礦產(chǎn)普查，受某省國土資源廳的委托，某地質(zhì)隊承擔(dān)了該地區(qū)銅多金屬礦產(chǎn)普查的任務(wù)。資料表明，該工程測繪工作量有首級控制點測量為56個，工程點測量80個；工作區(qū)與外界交通也較為方便；在地形地貌上，呈現(xiàn)北低南高、東低西高等地勢，標(biāo)高為30～150 m左右，中部地區(qū)地勢則較為平坦；工作區(qū)屬于典型亞熱帶氣候；測區(qū)總面積約56 km2。

1.3 測量工作技術(shù)依據(jù)和技術(shù)要求

以《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》和《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》為技術(shù)依據(jù)，在技術(shù)要求上，平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用1980西安坐標(biāo)系，3度帶高斯投影，投影面測區(qū)平均高程面；高程基準(zhǔn)采用1985國家高程基準(zhǔn)。

1.4 控制測量布網(wǎng)方案

在控制測量布網(wǎng)方案中，第一，選用D級GPS網(wǎng)作為測量工作區(qū)的首級平面控制，選用雙頻GPS接收機，在控制網(wǎng)布設(shè)過程中，采用環(huán)形網(wǎng)（混連式）布設(shè)的形式，確保布設(shè)的幾何結(jié)構(gòu)強，具有一定的約束力；第二，由于GPS測量比較靈活，在選點工作上比較靈活，但是，對于點位的選擇，應(yīng)根據(jù)收集到的相關(guān)地理資料來合理選擇適宜的點位，一般點位需設(shè)置在便于安裝接收設(shè)備、視野開闊的較高點上，確保點位地面基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，視場周圍15以上不應(yīng)有障礙物，減少GPS信號的干擾，以保證測量結(jié)果的可靠性；第三，觀測，GPS接收機在點位上通過捕獲GPS衛(wèi)星信號來獲得所需要的定位信息和觀測數(shù)據(jù)；第四，觀測記錄，選擇單頻GPS靜態(tài)接收機對該工作區(qū)進(jìn)行觀測，在觀測過程中，其觀測的衛(wèi)星個數(shù)應(yīng)超過5個以上，時段長度必須大于45 min，采樣間隔應(yīng)為5 s，從三個方位進(jìn)行測量天線高，最終取平均值。

1.5 GPS數(shù)據(jù)處理

GPS數(shù)據(jù)處理，主要包括GPS接收機采集記錄、數(shù)據(jù)傳輸、預(yù)處理、基線解算、GPS網(wǎng)平差等流程，在整個處理處理過程中，其基線向量的解算是一個復(fù)雜的平差計算過程，基線處理完成后應(yīng)對觀測值殘差分析，基線長度的精度，基線向量環(huán)閉合差的計算分析和檢核。

1.6 高程控制測量的精度

GPS觀測過程中，聯(lián)測了部分水準(zhǔn)點（部分已知C級GPS點高程等級為III等），將起點數(shù)據(jù)與布設(shè)的點位進(jìn)行高程擬合可以計算出D級控制點GPS的高程，通過水準(zhǔn)測量驗證，擬合高程符合四等水準(zhǔn)測量精度的要求。

2 RTK在工程測量中的應(yīng)用

2.1 RTK的原理

RTK主要由GPS信號接收、實時數(shù)據(jù)傳輸及實時數(shù)據(jù)處理等三部分組成，其是根據(jù)實時差分信號，采用以載波相位測量的方式進(jìn)行GPS測量，從而實時提供觀測點的三維定位結(jié)果。RTK測量的工作原理是根據(jù)GPS定位理論對基準(zhǔn)站及移動站進(jìn)行信號的同步采集，然而，在進(jìn)行信號接收機載波相位測量工作的同時，基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈會將測量出的觀測值及坐標(biāo)點信息傳輸給移動站，通過移動站對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理后，并分析比較實測精度與預(yù)設(shè)精度，若測得的精度滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作人員則將會記錄該點的精度及三維坐標(biāo)。

2.2 RTK的特點

RTK的特點主要體現(xiàn)在誤差、整周模糊度、數(shù)據(jù)鏈、坐標(biāo)系統(tǒng)等方面。其中，在RTK誤差方面，主要分為同測站相關(guān)的誤差、同距離相關(guān)的誤差兩類。

2.3 RTK測量的技術(shù)關(guān)鍵

第一，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的計算，實時測量待測點的坐標(biāo)系，這就要求需要采用GPS控制器內(nèi)部設(shè)置的實時處理軟件進(jìn)行計算，包括控制點精度、密度、分布狀況等轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解；第二，基準(zhǔn)站的布設(shè)，GPS衛(wèi)星運行于距地表2 km×104 km的高空，對于RTK數(shù)據(jù)鏈的選擇，采用超高頻電磁波來提高信號接收的質(zhì)量，然而，在基準(zhǔn)站測量中，應(yīng)避免電磁的干擾，減少多路徑效應(yīng)的影響，從而提高數(shù)傳電臺的傳輸距離。

2.4 RTK工程測量成果

該工程測量共實施了工程點80個，為了提高工程點觀測的精度，當(dāng)RTK測量完成后，采用全站儀對平面和高程進(jìn)行實地檢查，通過對工程點的點位和高程中誤差進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，RTK的實測精度符合預(yù)設(shè)精度標(biāo)準(zhǔn)。

3 工程質(zhì)量控制

在工程質(zhì)量控制中，應(yīng)明確崗位職責(zé)，做好檢查及驗收工作，建立質(zhì)量管理控制體系，確保外業(yè)檢查及內(nèi)業(yè)檢查到位，從而進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制工序管理。

4 結(jié)論

在工程測量中，充分利用GPS定位技術(shù)的優(yōu)勢，選用合理的GPS高程擬合模型計算機工程點的實測精度，使實測精度達(dá)到預(yù)設(shè)精度指標(biāo)。

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