勵 謙

（象山縣土地勘測有限公司，浙江 寧波 315000）

隨著GPS技術(shù)應(yīng)用面的擴大，給了地質(zhì)勘探工程開展的新方向。使用目前的GPS技術(shù)可以以高速度、高精度的對目標(biāo)區(qū)域進行定位以及測距[1]。而近些年來，GPS測量技術(shù)得到了發(fā)展，同時也擴展到了多個行業(yè)中。而目前GPS技術(shù)提出的快速靜態(tài)法在國外仍處于研究和試用階段，但根據(jù)試用的反饋，GPS快速靜態(tài)法可以適應(yīng)多種工作，并提供較高的定位精度。

1 GPS靜態(tài)相對定位

通過靜態(tài)相對觀測量是使用GPS衛(wèi)星所接收到的多普勒效應(yīng)信號來對地區(qū)進行定位，同時接收機上也產(chǎn)生與接收載波信號之間的相位差，載波相位基本觀測量為：T2

圖1 不同觀測站間的觀測量單差

表示為：

在（2）公式中，Δφj(t)即為觀測量之差，可稱為單差，代表在GPS觀測站T1在歷元t中觀測到衛(wèi)星Sj得到的相位，φ2j(t)代表GPS觀測站T1與歷元t觀測到衛(wèi)星Sj所得的相位。在GPS測量中存在多種差分方法，針對不同差分的可解參數(shù)，對消鐘誤差進行解算，解算參數(shù)如下：

表1 差分下的可解參數(shù)及抵消鐘誤差表

在確定不同的差分下對鐘誤差的解算方法，并確定GPS的靜態(tài)定位基本觀測差后，即可準(zhǔn)確的獲得地區(qū)的定位，使用GPS快速靜態(tài)技術(shù)，對地區(qū)的定位具有高效率、高精度等特點。

2 地質(zhì)碼偽距測量

在地質(zhì)勘探工程中，利用P(Y)碼，既可以直接將衛(wèi)星和接收機直接的偽距ρi進行測定，而在對地質(zhì)構(gòu)造的位置進行載波相位測量時，利用GPS衛(wèi)星信號中發(fā)出的測距碼信號來對當(dāng)前被測地質(zhì)區(qū)域進行偽距測量，從而得出偽距觀測值ρi，并減去相對應(yīng)的載波相位測量時間觀測值φi并和載波波長λ數(shù)值相乘后，得出λN，即：

但由于進行偽距測量時，往往精度較低，單一歷元下的偽距測量值在對N值得結(jié)果得出不佳，因此在對整周未知數(shù)N的推出要通過使用多個歷元的共同觀測，并求出平均值后進行計算：

在（4）中n代表推算的歷元總數(shù)，為了得到正確的N值，所計算的λN平均值精度應(yīng)該滿足半個波長，考慮到實際測量時，信號經(jīng)過電離層受到的影響，采用下列公式來進行計算：

在（5）公式中，N1代表L1載波的整周未知數(shù)，N2代表L2載波的整周未知數(shù)，而f1代表L1的頻率，f2代表L2的頻率，λ1代表L1的波長，λ2代表L2的波長，而ρ1以及ρ2則分別代表調(diào)制在L1載波上的P(Y)碼以及調(diào)制在L2載波上的P(Y)碼測定的偽距。在采用碼偽距法時，對被測地質(zhì)環(huán)境可以在較短時間內(nèi)對該地區(qū)的整周未知數(shù)進行確認(rèn)。

3 地質(zhì)測量比例尺確定

地質(zhì)測量比例尺的確定反映著地質(zhì)勘探工程的詳盡程度，地質(zhì)測量比例尺也是對被測地區(qū)地層異常圖的比例尺[2]。在對被測地質(zhì)區(qū)域地層調(diào)查中，常用的地質(zhì)測量比例尺有1：100W、1：50W、1：20W和1：10W四種。其中1:100W以及1:50W的地質(zhì)測量比例尺，主要用途為對被測區(qū)域的空白地區(qū)進行調(diào)查。目的在于區(qū)域構(gòu)造和地殼深部構(gòu)造進行研究。而1:20W以及1:10W的地質(zhì)測量比例尺，主要用于對被測地質(zhì)區(qū)域的普查和己經(jīng)過粗略的區(qū)域調(diào)查后已確定的具有礦床潛力的地區(qū)。而為了首先對盆地地區(qū)的地質(zhì)勘查并進行構(gòu)造研究，如果要對某一區(qū)域的研究區(qū)域的地質(zhì)基底斷裂分布情況。并確定該地區(qū)是否存在潛山等局部構(gòu)造，則可以選擇1：5W或1：2.5W的比例尺。地質(zhì)勘查比例尺的劃分原則應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)上的概查、普查和詳查結(jié)果來進行劃分。而對尋找或確認(rèn)金屬礦、非金屬礦區(qū)，等地質(zhì)礦物勘查工作中，地質(zhì)勘查比例尺應(yīng)根據(jù)礦區(qū)類型、地質(zhì)區(qū)域的特征、探測區(qū)域的面積和異常特征來確定。較廣區(qū)域進行礦產(chǎn)潛力普查來說，勘查要求原則上時應(yīng)保證對最小開采意義的金屬礦床仍能進行探測。因此要保證至少有一條GPS靜態(tài)觀測線穿過被勘測地區(qū)，而且保證GPS靜態(tài)觀測線距應(yīng)不大于被勘測地區(qū)的最長跨越度。反映在結(jié)果繪制相應(yīng)的觀測圖上時，圖中的經(jīng)距一般應(yīng)等于一厘米所代表的長度，誤差范圍保持在3%內(nèi)，基于此對地質(zhì)勘查比例尺進行確定。在地質(zhì)觀測圖上點距，應(yīng)始終保證至少有5個～6個地質(zhì)勘測觀測點在所確定的工作精度內(nèi)反映被測地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)成，這里的線距的設(shè)定為1/2～1/10。

4 地區(qū)重磁測量

在地質(zhì)勘查中，也包括對被測地區(qū)的重磁情況進行測量，而通常對某一地區(qū)的地質(zhì)重磁情況的勘查中一般使用地區(qū)重磁異常函數(shù)差來衡量，包括對被測地區(qū)的重磁觀測值異常平方差以及對被測地區(qū)的重力勘查閾值進行校正時該地區(qū)的重磁校正值的均方函數(shù)[3]。如果GPS衛(wèi)星型號發(fā)現(xiàn)被測地區(qū)存在重磁異常的情況則應(yīng)依據(jù)目前的地質(zhì)工作任務(wù)和已劃分后的比例尺來確定。例如，在金屬礦床的重力磁場勘查時，對異常賦值的選取通常為1/2-1/3作為被測礦床區(qū)域的重磁異常的均方函數(shù)閥值。而在均方函數(shù)的選取中大于2.5倍均方函數(shù)在進行運算時實測的地區(qū)GPS位置測點誤差率僅為0.2%。在不同的地質(zhì)勘查比例尺的重力異常值勘查中，根據(jù)目前的地質(zhì)勘查規(guī)范以及勘查工作手冊中對地質(zhì)勘查中不同的條件、工作目的等均列舉出可供參考的重力磁場規(guī)則要求及勘查誤差補償值。在勘查工程開展前的技術(shù)設(shè)計書編寫可依據(jù)地質(zhì)勘查規(guī)范以及勘查工作手冊中內(nèi)容來進行。而在對勘查地區(qū)的磁場異常測試中，對精度要求范圍的劃定，首先要根據(jù)勘查地區(qū)的目的來進行劃分，其次才可以考慮根據(jù)勘查儀器性能、勘查工程工區(qū)地形情況、測地工作技術(shù)條件等進行分配。對勘查誤差的分配合理，目的是保證在滿足勘查要求的同時，提高勘查工程的施工效率，同時較低勘查工程的成本。而在使用GPS快速靜態(tài)法進行地區(qū)的磁場路線測量通常用于對該區(qū)域的重磁異常的概查以及普查階段。磁場勘查測點的鋪設(shè)原則上，是沿交通方便的道路鋪設(shè)。而點位劃分時，則要保證布設(shè)的磁場測點的分布均勻。而地區(qū)的地質(zhì)剖面測量的使用往往在對該地區(qū)的地質(zhì)進行詳查以及針對性測量階段中使用。在使用GPS對地區(qū)深度進行探測，所得出的剖面線方向要保證垂直與地質(zhì)體走向。且GPS測點不能偏離剖面線，而為了保證對區(qū)域的勘查全面可以將區(qū)點距設(shè)置的較大寫。而對地區(qū)面積的測量也可以通過地區(qū)磁場測量來完成。并且可以提供被測地區(qū)中磁場異常影響。相關(guān)文獻研究證明，為了保證磁場測量具有較好的地質(zhì)測量結(jié)果，需滿足下列條件。首先要保證勘查區(qū)域中的地質(zhì)體和地區(qū)圍巖存在密度差，且在地區(qū)地質(zhì)體中本身密度差不明顯；其次對地區(qū)的中存在兩種巖層的情況下。兩種巖層之間的接觸面出現(xiàn)了密度分界情況。并且在勘查區(qū)域中的地質(zhì)密度分界情況中存在蝕化現(xiàn)象。在勘查工程進行的工作區(qū)域中非勘查區(qū)域所引起的磁場變化小，并給予誤差補充和校正進行消除。勘查地區(qū)的地表地形平坦或較為平坦。

5 結(jié)語

本文通過對GPS快速靜態(tài)對地質(zhì)勘查的應(yīng)用研究，闡述了該技術(shù)對目前地質(zhì)勘探工程中的應(yīng)用情況。同時也證明了GPS快速靜態(tài)法的發(fā)展前景。但是本文研究缺乏具體的取證，仍需進一步深入研究。