金江峰

【摘要】由于地質(zhì)勘測(cè)的技術(shù)水平與勘測(cè)質(zhì)量直接關(guān)系到工程項(xiàng)目的質(zhì)量，所以地質(zhì)勘測(cè)在工程項(xiàng)目的重要性毋庸置疑。如何利用成熟、先進(jìn)的地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)提高工程質(zhì)量，已成為當(dāng)下噬待解決的問(wèn)題。本文就如何在工程項(xiàng)目的地質(zhì)勘測(cè)中應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行了探討，旨在提高地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘測(cè)；GPS；應(yīng)用；探索

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得GPS技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)中得以廣泛應(yīng)用。不僅解決了傳統(tǒng)勘測(cè)的困難，同時(shí)也縮短了地質(zhì)勘測(cè)的時(shí)間，提高了勘測(cè)工作效率。在地質(zhì)勘測(cè)中采用GPS技術(shù)，可以利用衛(wèi)星定位技術(shù)準(zhǔn)確地定位和測(cè)量，進(jìn)而有效的提高檢測(cè)的精度和準(zhǔn)確性。因此，為了獲得更加可靠的數(shù)據(jù)和保障工程質(zhì)量，在地質(zhì)勘測(cè)中采用GPS技術(shù)是十分必要的。

1. GPS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System-GPS）是一種定時(shí)和測(cè)距的空間交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，可以向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置、三位速度和時(shí)間信息，為海、陸、空三軍提供精密導(dǎo)航，向特殊用戶進(jìn)行授時(shí)，還可以用于情報(bào)收集、核爆檢測(cè)、應(yīng)急通訊和衛(wèi)星定位等一些軍事目的。但是當(dāng)在軌衛(wèi)星數(shù)小于其自身要求及對(duì)空通視受遮擋的條件下，便不能保證正常解算，一定程度上會(huì)影響定位的精度和可靠性。隨著俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS）的不斷完善，利用（GLONASS）來(lái)改善GPS性能的雙星系統(tǒng)（GLONASS+GPS）已由美國(guó)Ashtech公司研制成功，這種全天候、全地域、高精度的系統(tǒng)為用戶提供了更為完善的接收設(shè)備，使上述不足得以有效解決。

2. GPS 技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用前景

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)及振興東北老工業(yè)基地計(jì)劃的實(shí)施， 地質(zhì)找礦事業(yè)迎來(lái)前所末有的發(fā)展機(jī)遇， 這就對(duì)地質(zhì)勘測(cè)提出了更高的要求， 隨著地質(zhì)勘測(cè)行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展， 地質(zhì)勘測(cè)已實(shí)現(xiàn)MAPGIS 、CAD 化， 有些軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品的支持；建立勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、后期管理一體化的數(shù)據(jù)鏈， 減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié)， 是地質(zhì)勘測(cè)設(shè)計(jì)“內(nèi)外業(yè)一體化” 的要求。

目前地質(zhì)勘測(cè)中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備， 但常規(guī)測(cè)量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制， 作業(yè)強(qiáng)度大， 且效率低， 大大延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期?？睖y(cè)技術(shù)的進(jìn)步在于設(shè)備引進(jìn)和技術(shù)改造， 在目前的技術(shù)條件下引入GPS 技術(shù)應(yīng)當(dāng)是首選。與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比， GPS 無(wú)嚴(yán)格的控制測(cè)量等級(jí)之分， 不必考慮測(cè)點(diǎn)間通視， 不需造標(biāo)， 不存在誤差積累， 可同時(shí)進(jìn)行三維定位等優(yōu)點(diǎn)， 在外業(yè)測(cè)量模式、誤差來(lái)源和數(shù)據(jù)處理方面是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量觀念的革命性轉(zhuǎn)變。

3. GPS技術(shù)及其原理

GPS是由地面監(jiān)控站、用戶設(shè)備和空間衛(wèi)星星座三個(gè)部分組成，其中空間衛(wèi)星包含21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星；地面監(jiān)控站是由一個(gè)主控站和三個(gè)注入站及五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成；用戶設(shè)備主要包含數(shù)據(jù)處理軟件、GPS接收機(jī)和用戶終端設(shè)備等組成。在GPS的各個(gè)組成部分相互協(xié)調(diào)工作才能夠確保定位準(zhǔn)確而獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行測(cè)距的過(guò)程中，空間衛(wèi)星會(huì)向廣大的用戶發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，然后GPS接收機(jī)接收導(dǎo)航定位信號(hào)，最后由用戶端的數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)軟件處理后在經(jīng)由客戶終端的顯示設(shè)備顯示出來(lái)，進(jìn)而獲取測(cè)量的距離。

4. GPS技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)中的具體應(yīng)用

目前地質(zhì)勘測(cè)中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，但常規(guī)測(cè)量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強(qiáng)度大，且效率低，大大延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期?？睖y(cè)技術(shù)的進(jìn)步在于設(shè)備引進(jìn)和技術(shù)改造，在目前的技術(shù)條件下引入GPS技術(shù)應(yīng)當(dāng)是首選。與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)比，GPS無(wú)嚴(yán)格的控制測(cè)量等級(jí)之分，不必考慮測(cè)點(diǎn)間通視，不需造標(biāo)，不存在誤差積累，可同時(shí)進(jìn)行三維定位等優(yōu)點(diǎn)，在外業(yè)測(cè)量模式、誤差來(lái)源和數(shù)據(jù)處理方面是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量觀念的革命性轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法，可以很好地按地質(zhì)勘探工作的需要，為勘探礦區(qū)進(jìn)行控制測(cè)量和各種比例尺地形圖的測(cè)繪；根據(jù)地質(zhì)勘探工程的設(shè)計(jì)，在實(shí)地定點(diǎn)、放線，測(cè)設(shè)工程的施工位置和方向，指導(dǎo)地質(zhì)勘探工程的施工；及時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)定已施工的勘探工程的坐標(biāo)和高程，為儲(chǔ)量計(jì)算和編寫地質(zhì)報(bào)告提供必要的測(cè)繪數(shù)據(jù)和資料，這僅僅是GPS在地質(zhì)勘測(cè)中應(yīng)用的初級(jí)階段。GPS在地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用方面主要有以下幾點(diǎn)：

4.1 GPS水準(zhǔn)高程在地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用

雖然在地質(zhì)勘測(cè)測(cè)量中可以應(yīng)用GPS水準(zhǔn)高程，但是一般是針對(duì)一些小的測(cè)量項(xiàng)目。采用GPS水準(zhǔn)測(cè)量法和國(guó)家高程網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量，在每一個(gè)聯(lián)測(cè)的點(diǎn)做好標(biāo)記，同時(shí)確保聯(lián)測(cè)的距離小于10千米，這樣測(cè)量的結(jié)果能夠滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期的測(cè)量效果，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度。

在地質(zhì)勘測(cè)中，GPS靜態(tài)相對(duì)定位的過(guò)程中，對(duì)于一些沒(méi)有固定解的基線需要進(jìn)行優(yōu)化處理。如果能夠較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)和有較多的觀測(cè)衛(wèi)星，獲得更多有關(guān)基線解的信息。然后對(duì)這些信息加以詳細(xì)的分析和研究，進(jìn)而減小數(shù)據(jù)誤差。通過(guò)對(duì)不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，將所有的數(shù)據(jù)連成一條基線，這樣就能夠得到較為滿意的基線解的結(jié)果，從而獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，提高地質(zhì)勘測(cè)的效率，節(jié)約測(cè)量的時(shí)間。

4.2 圖根控制測(cè)量的應(yīng)用

在使用圖根控制測(cè)量時(shí)，需要在首級(jí)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，使用GPS接收儀進(jìn)行圖根控制測(cè)量。在具體的測(cè)量過(guò)程中需要進(jìn)行細(xì)致的觀測(cè)，同時(shí)的接收衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)和基站的數(shù)據(jù)，并且還要及時(shí)的解算結(jié)果。在解算結(jié)果趨于某一值時(shí)，就可以結(jié)束實(shí)時(shí)觀測(cè)。如果在觀測(cè)的過(guò)程中采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法，將會(huì)受到多種因素的影響，并且在有些自然環(huán)境特別惡劣的區(qū)域是難以完成測(cè)量工作的。但是采用GPS技術(shù)中的圖根控制測(cè)量法能夠解決上述的這些問(wèn)題，并且還能夠保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度，為相應(yīng)的工程提供準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)，進(jìn)而確保工程的質(zhì)量。

4.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用

傳統(tǒng)的地質(zhì)勘測(cè)大都是依靠人力手工操作，所以難免在地質(zhì)勘測(cè)測(cè)量的過(guò)程中出現(xiàn)失誤，最后導(dǎo)致各類工程安全隱患的出現(xiàn)。但是，在GPS繪測(cè)技術(shù)的支持下，對(duì)那些地質(zhì)情況比較復(fù)雜的地區(qū)能夠進(jìn)行更加準(zhǔn)確的測(cè)量。最后融合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠快速的在計(jì)算機(jī)上顯示出三維立體圖像，這樣進(jìn)行的繪測(cè)效果也更逼真，更加有現(xiàn)實(shí)感。除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還能夠?qū)⒐こ汤L測(cè)的所有流程細(xì)節(jié)顯示出來(lái)，并且對(duì)重點(diǎn)的測(cè)量項(xiàng)目以及要注意的地方標(biāo)示出來(lái)，這樣就能夠有效的分清出繪測(cè)工作的重點(diǎn)。在實(shí)際進(jìn)行測(cè)量之前進(jìn)行必要的模擬流程既能夠提前發(fā)現(xiàn)工程繪測(cè)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，還能夠保證實(shí)際測(cè)量過(guò)程的順利進(jìn)行，更是對(duì)安全性和技術(shù)性的一個(gè)有效保障。目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到大多數(shù)的工繪測(cè)中，以便提前進(jìn)行繪測(cè)工作的演練，這也是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題改正問(wèn)題，提高繪測(cè)工作的有效途徑。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科技不斷的進(jìn)步，GPS 技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)逐漸成熟，其應(yīng)用范圍只會(huì)更廣，應(yīng)用價(jià)值也會(huì)更高。在實(shí)際的地質(zhì)勘測(cè)中不斷提高了測(cè)量要求，原有的勘測(cè)技術(shù)也應(yīng)作出與時(shí)俱進(jìn)的改變，將GPS 技術(shù)運(yùn)用在地質(zhì)勘測(cè)工作中，有利于提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，為保證工程質(zhì)量提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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