宋偉

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院測繪工程院新疆昌吉831100）

探討GPS高程測量在地質(zhì)勘探工程測量中的應(yīng)用

宋偉

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院測繪工程院新疆昌吉831100）

本篇文章主要詳細(xì)介紹了高精度要求在地質(zhì)勘探的過程中的重要性，扼要地講解GPS在高程測量所采用的方法，重點(diǎn)分析了可以達(dá)到精度的指標(biāo)，對后來的高層測量所采取的手段和方法有重要的借鑒意義。

GPS高程測量精度借鑒

地質(zhì)工程的測量時(shí)工程測量一個(gè)分支，具有特殊性和普遍性，幫助工程施工做了鋪墊工作，能夠布置測量工程的施工圖、測量工程的點(diǎn)位、控制施工的區(qū)域等等工作。比較適合在地形條件復(fù)雜、通訊較為困難、經(jīng)濟(jì)比價(jià)落后、交通比較閉塞的地區(qū)，這些地區(qū)GPS的高程測量優(yōu)勢比較明顯。

1　地質(zhì)的勘探在工程測量中對精度要求

1.1控制點(diǎn)精度的要求

在《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》中規(guī)定控制點(diǎn)的高程誤差要小于0.0.5倍的等高距，如果使用的是0.5的等高距時(shí)候，不能大于0.1倍的等高距。這本書規(guī)定一級點(diǎn)高程的精度是±0.02m、二級精度是±0.30 m。

1.2工程點(diǎn)精度的要求

《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》中規(guī)定的地質(zhì)點(diǎn)、井口的取樣、坑口、探井、探槽、剖面的控制點(diǎn)、轉(zhuǎn)孔的精度指標(biāo)，如表1所示。

表1　表示工程點(diǎn)精度的指標(biāo)表

《地質(zhì)調(diào)查GPS測量規(guī)程》中規(guī)定：要先調(diào)查各個(gè)類別的物理點(diǎn)和地質(zhì)點(diǎn)（其中包括供電點(diǎn)、地震的炮點(diǎn)、放射場地、地?zé)岷碗姶艌?、直流和交流電的場、地震、磁力、重力等場所）、重要物質(zhì)地點(diǎn)、獨(dú)立的剖面端點(diǎn)、工區(qū)的邊界、異常的標(biāo)志點(diǎn)、轉(zhuǎn)孔、水文點(diǎn)、物性的采樣點(diǎn)、化探的采樣點(diǎn)等等這些位置定位點(diǎn)的GPS精度指標(biāo)如表2所示。

表2　GPS測點(diǎn)的定位測量精度指標(biāo)表

2　 GPS在地質(zhì)勘探工程測量中的使用方法

GPS的測量有三維定位、遠(yuǎn)距離、高精度、快速、實(shí)時(shí)這些優(yōu)點(diǎn)，最近幾年再各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用都很廣泛，而且是我國測量技術(shù)行業(yè)一個(gè)破時(shí)代的技術(shù)?？墒谴朔N測量技術(shù)需要使用的坐標(biāo)是WGS84這種坐標(biāo)，此種坐標(biāo)是三維的地心坐標(biāo)，可是在實(shí)際生產(chǎn)過程中使用的坐標(biāo)是獨(dú)立坐標(biāo)、GDZ80和BJZ54坐標(biāo)系統(tǒng)與正常的高（假定的高程系統(tǒng)、國家在1985年制定的高程標(biāo)準(zhǔn)、1956年的黃海高程的坐標(biāo)系統(tǒng)）。轉(zhuǎn)換的區(qū)域和精度決定了平面坐標(biāo)的精度，在理論上講師很簡單的，實(shí)際上操作也比較簡單；可WGS84的大地高與正常高間高程的異常具有不確定因素，不容易使用統(tǒng)一固定的模型樹去表達(dá)，這樣就造成了轉(zhuǎn)換較為困難，

上述體現(xiàn)了如何把GPS的測量優(yōu)勢更好地應(yīng)用在勘探中。大家都很熟悉，正常高要想精確地被大地高轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)是要確定高程的異常，可是高程的異常數(shù)值和巖石的密度、地球的引力息息相關(guān)，這就是導(dǎo)致高程的異常值有區(qū)域性和范圍性的特點(diǎn)，同樣也具有不確定性和偶然性。一般情況下認(rèn)為高程變化在平坦的地區(qū)較為平緩，在高山區(qū)域變化很明顯，有許多參考文獻(xiàn)都有準(zhǔn)確的記載，得到了應(yīng)印證。

GPS測定大地高轉(zhuǎn)換為正常高的方法有三種一是直接利用各省似大地水準(zhǔn)面精化的成果，利潤山西省的似大地的水準(zhǔn)面的精度達(dá)到±0.043 m；第二是使用國家的似大地水準(zhǔn)面精化成果的精度是CQG200達(dá)到±0.3～±0.6 m；第三是利用的等級高程控制點(diǎn)聯(lián)測后擬合，把測區(qū)小于100 km2平坦的地區(qū)宜用的平面擬合法，所制定的精度高于3～4 cm，把那些測區(qū)較大面積的山區(qū)適合采用的是第二次的曲面和高次的曲面擬合，其精度高于3cm.

3　 GPS測量高程的精度分析

GPS測量大地高的精度一般為公分級，高于±0.05 m。利用省似大地水準(zhǔn)面擬合后控制點(diǎn)高程精度為：

利用的省似大地的水準(zhǔn)面的擬合后的控制點(diǎn)的高程精度表示為：

利用國家的似大地的準(zhǔn)面的擬合后的控制點(diǎn)的精度表示為:

4　結(jié)論和建議

可以依據(jù)以上分析得出，采用的省級似大地水準(zhǔn)面擬合高程，可以滿足《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》中規(guī)定的1∶10 000、1∶5 000、1∶2 000比例尺控制的網(wǎng)精度和工程點(diǎn)的精度要求；能符合《地質(zhì)調(diào)查GPS測量規(guī)程》中要求的各級測點(diǎn)和控制網(wǎng)的精度。采用國家似大地水準(zhǔn)面CQG2000可以滿足《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》1∶10 000控制網(wǎng)精度，與1∶10 000、1∶5 000比例尺中的工程點(diǎn)精度；可以滿足《地質(zhì)調(diào)查GPS測量規(guī)程》規(guī)定的Ⅱ級測點(diǎn)精度。

總之，在滿足條件的前提下要使用省級的似大水的準(zhǔn)面的精化技術(shù)，但是成果存在一般情況下不容易收集的難題；國家級的大地水準(zhǔn)面的CQG2000精度要求相對較低，可是成果在收集上比較簡單，因此在使用的過成當(dāng)中要有所選擇，因地選擇，認(rèn)清使用的前提，所以，選擇適合方法在設(shè)計(jì)中要認(rèn)真考慮。

P228.4[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-234-1