范景霞

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

近年來，在我國(guó)GPS技術(shù)已經(jīng)被引入到地質(zhì)勘察的領(lǐng)域里，尤其是工程地質(zhì)方面，目前GPS技術(shù)的使用效果有了成效。這對(duì)于地質(zhì)勘察向現(xiàn)代化發(fā)展十分有利，這樣的話勘探工作也更有準(zhǔn)確的操作性和科學(xué)性。我們首先要做的是熟悉目前地質(zhì)工程上的基本的技術(shù)手段，然后再重點(diǎn)學(xué)習(xí)現(xiàn)代化的技術(shù)方法，比方說用GPS技術(shù)完善地質(zhì)勘察領(lǐng)域的相關(guān)的實(shí)踐和研究。這樣的話可以大概率的提高野外勘察的工作效率，同時(shí)也能夠讓現(xiàn)代化的測(cè)量技術(shù)有發(fā)揮其潛力的空間。

1 GPS相關(guān)技術(shù)的初步介紹

GPS的使用首先要有信號(hào)系統(tǒng)，要有定位技術(shù)，這樣才能獲得較高精確度的觀測(cè)結(jié)果，然后使得整個(gè)測(cè)量的工作效率有所提升。而在定位測(cè)定上，需要基準(zhǔn)站和移動(dòng)站的調(diào)整與配置，還有接收機(jī)，在這些手段都建立之后，客戶可以得到精度較好的數(shù)據(jù)結(jié)果。對(duì)于GPS的使用，這里需要有專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件。這種后續(xù)的操作處理可以勘測(cè)的誤差并提高測(cè)量的定位精度，如圖1所示。這樣測(cè)量結(jié)果就具有更強(qiáng)的參考與使用價(jià)值。這里邊還有算法的優(yōu)化以提高GPS技術(shù)測(cè)量的普適性。如果將GPS測(cè)量的技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)測(cè)量中，還可以讓勘測(cè)外業(yè)逐步向自動(dòng)化邁進(jìn)，使得包括數(shù)據(jù)傳輸、降低數(shù)據(jù)獲取誤差水平在內(nèi)的工作效率大大提升[1]。

圖1 GPS相關(guān)技術(shù)步驟

在平時(shí)的操作中，可以通過運(yùn)用GPS-RTK高精度地定位測(cè)量，這種方法不需要通視，而且可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)的技術(shù)得到優(yōu)化，并且能夠最大限度減少各種各樣安全事故發(fā)生的概率。因此，在日常的測(cè)繪野外測(cè)量工作中，外業(yè)實(shí)操人員需要非常熟悉GPSRTK的實(shí)操技術(shù)，并且透徹理解其中的理論知識(shí)，這樣才能保證現(xiàn)代化先進(jìn)的技術(shù)手段可以服務(wù)于地質(zhì)野外測(cè)量，有利于學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展。

2 當(dāng)前地質(zhì)測(cè)量的現(xiàn)狀

2.1 采用GPS地質(zhì)測(cè)量的工作性質(zhì)

首先我們先要明確地質(zhì)測(cè)量的特點(diǎn)。它具有基礎(chǔ)性、保障性、全程性以及支撐性等特點(diǎn)。所以我們說，地質(zhì)上的野外實(shí)地量測(cè)是與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)密不可分的。目前在國(guó)家地質(zhì)的實(shí)地測(cè)量工作任務(wù)的詳細(xì)部署上，要想辦法調(diào)動(dòng)勘探隊(duì)的工作的積極性，并且這里要建立鼓勵(lì)機(jī)制，爭(zhēng)取在產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的基礎(chǔ)上建設(shè)一批十分優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)。緊密圍繞國(guó)家和社會(huì)的需求以及科學(xué)理論技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，突出重點(diǎn)，發(fā)展科技。在實(shí)際操作中，有可能會(huì)有礦物定位不準(zhǔn)確而增加勘測(cè)的難度。所以我們要在具體實(shí)施之前就做好詳細(xì)的工作方案，甚至是可以提前進(jìn)行預(yù)勘察，使用GPS技術(shù)，以此做到測(cè)量效率的有效提升，統(tǒng)籌全局部署任務(wù)。如果說是在重要的礦區(qū)或者經(jīng)濟(jì)區(qū)，那我們要采取點(diǎn)面結(jié)合的方法來對(duì)進(jìn)行區(qū)域性的地質(zhì)勘測(cè)。然后在后續(xù)的數(shù)據(jù)處理上，要結(jié)合地域特色與實(shí)地的地質(zhì)條件，在坐標(biāo)配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，建立好坐標(biāo)體系，這樣有利于合理地規(guī)劃總體方案[2,3]。

2.2 在地質(zhì)工程測(cè)量中用GPS的專業(yè)特點(diǎn)

如果想要更好的實(shí)現(xiàn)GPS等先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用，實(shí)地操作人員必須透徹了解GPS的技術(shù)及其應(yīng)用過程中的特點(diǎn)，然后這樣的測(cè)繪工作就可以科學(xué)有效的開展。目前采用GPS這種先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)輔助地質(zhì)勘測(cè)，特別有助于提高效率，這樣可以最大限度地保持一種最佳的工作模式，在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)還可以讓地質(zhì)上的勘測(cè)技術(shù)逐步深入發(fā)展下去。所以這樣的話在保證高精度獲得測(cè)繪數(shù)據(jù)的同時(shí)，滿足需要，而且有助于將當(dāng)代先進(jìn)的信息化技術(shù)應(yīng)用到工程量測(cè)上，進(jìn)一步來完善地質(zhì)學(xué)科內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)科的發(fā)展。要想真正將地質(zhì)工程的勘查工作落到實(shí)處，需要我們將GPS技術(shù)進(jìn)行推廣，借助GPS等相關(guān)測(cè)量的軟硬件平臺(tái)，推進(jìn)學(xué)科的現(xiàn)代化發(fā)展，在豐富外業(yè)實(shí)踐測(cè)量的同時(shí)獲得更為可靠的地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)。

2.3 GPS技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用

主要包括以下5點(diǎn)：GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的處理與分析、控制點(diǎn)的測(cè)定、地球動(dòng)力學(xué)研究和地震分析的預(yù)測(cè)、開展外業(yè)的實(shí)地測(cè)量工作以及處理地質(zhì)上的相關(guān)信息數(shù)據(jù)。

在處理GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的過程中，精度高的數(shù)據(jù)一般被分為兩部分，包括基線的向量解算和基線GPS格網(wǎng)平差，然后我們可以推出根據(jù)GPS測(cè)量的結(jié)果。這里邊還涉及到數(shù)據(jù)分流，數(shù)據(jù)分流可以讓數(shù)據(jù)自動(dòng)分類，解碼數(shù)據(jù)，然后可以進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)整理，因?yàn)檫@個(gè)過程可以幫助刪除沒有用的數(shù)據(jù)。野外實(shí)踐測(cè)量的過程中，GPS的使用可以在大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)保證工作的高效進(jìn)行，而且相關(guān)的軟件可以幫助快速地處理大量的實(shí)地觀測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過傳輸和修正反饋后，完成來基線解算和基線向量網(wǎng)，這樣后邊觀測(cè)數(shù)據(jù)就會(huì)大大提升測(cè)繪采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。地球動(dòng)力學(xué)以及地震的分析與預(yù)測(cè)與社會(huì)科學(xué)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都密切相關(guān)，所以把這個(gè)作為預(yù)測(cè)的方向也是當(dāng)今的一個(gè)研究熱門。由于之前技術(shù)相對(duì)比較的落后，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不精確和不完整，所以引入新技術(shù)顯得尤為重要。

對(duì)于野外實(shí)地測(cè)量工作的開展，選點(diǎn)和觀測(cè)是重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。地質(zhì)的勘察作業(yè)，第一步是選點(diǎn)的合理性，這樣是為了保證測(cè)量采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及方便實(shí)施性。這里要注意一下幾個(gè)方面，在選點(diǎn)的過程中。首先，我們要選擇不怎么有障礙物的位置，因?yàn)檫@樣信號(hào)強(qiáng)度好，因?yàn)樾盘?hào)沒有被阻擋，所以我們獲得的數(shù)據(jù)精度就高。再有就是我們?cè)谶x點(diǎn)的時(shí)候要注意避開水面或者高層建筑。因?yàn)樗孢€有高樓層容易反射信號(hào)。還有就是我們要避開高壓線產(chǎn)生的電磁的干擾，因?yàn)殡姶湃菀资沟眯盘?hào)出現(xiàn)不穩(wěn)定，比方說高壓線容易出現(xiàn)電磁干擾。那第二步就是觀測(cè)。觀測(cè)的時(shí)候我們要注意時(shí)間和空間因素的影響，因?yàn)檫@些會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)的結(jié)果有一定的差異性，與此同時(shí)，我們還要留意觀測(cè)時(shí)候的天氣。地球經(jīng)緯度與坐標(biāo)水準(zhǔn)點(diǎn)和坐標(biāo)系統(tǒng)都會(huì)對(duì)觀測(cè)結(jié)果帶來影響。對(duì)于采集到的地質(zhì)信息，我們要通過專業(yè)軟件處理，然后獲得詳細(xì)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，這樣可以用來彌補(bǔ)之前出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯(cuò)漏，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)工程成果的質(zhì)量有所提升。這里必不可少的是建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。因?yàn)檫@樣才能實(shí)現(xiàn)GPS的控制網(wǎng)作用，將測(cè)量工作細(xì)化，然后通過GPS的實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)的定位高效完成相關(guān)調(diào)查工作，進(jìn)而在現(xiàn)代化GPS技術(shù)的支撐下推動(dòng)行業(yè)的大發(fā)展。

3 地質(zhì)測(cè)量應(yīng)用GPS的前景

地質(zhì)勘察技術(shù)有了很大的進(jìn)步，而且發(fā)展空間也越來越大，這都得益于GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用。這里包括從礦產(chǎn)資源的開發(fā)到地質(zhì)勘探調(diào)查的應(yīng)用，這逐步實(shí)現(xiàn)了完整的勘察技術(shù)一體化的一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)，各種各樣的勘察技術(shù)也因此可以有它們發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的空間，然后地質(zhì)測(cè)量的數(shù)據(jù)質(zhì)量有了大大提升。目前資源的逐漸減少是一個(gè)非常嚴(yán)峻的問題，而且有的資源是不可再生的資源?；谶@個(gè)背景，新型技術(shù)要推廣起來。在這中間，較為廣泛和普遍的技術(shù)就是將GPS技術(shù)應(yīng)用到地球化學(xué)測(cè)量當(dāng)中。這種技術(shù)設(shè)計(jì)痕量分析方法，能夠快速的確定出礦石的詳細(xì)的定位地點(diǎn)，然后可以非?？斓姆治龅V石的特征，甚至可以進(jìn)行篩選工作。還有一種新型技術(shù)就是結(jié)合GPS技術(shù)并引入遙感技術(shù)，借助遙感影像進(jìn)行輔助。遙感這種手段主要是借助衛(wèi)星獲取的影像資料，也就是地表數(shù)據(jù)，可以快速且大面積地分析地質(zhì)構(gòu)造，能夠用一種宏觀的角度去探測(cè)和表達(dá)。同時(shí)，遙感技術(shù)還可以方便與地形崎嶇、復(fù)雜多變的地方，因?yàn)檫@些地方不便于實(shí)地測(cè)量。這就體現(xiàn)了現(xiàn)代化技術(shù)加入到地質(zhì)測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)。遙感技術(shù)因?yàn)樗娣e大，數(shù)據(jù)的時(shí)間獲取上是連續(xù)的，而且獲取相對(duì)方便，省去了大量的人力與物力。所以它的強(qiáng)大也受到地質(zhì)勘測(cè)的青睞。數(shù)學(xué)地質(zhì)也是一種基于GPS引入地質(zhì)測(cè)量的新技術(shù)。這種技術(shù)可以一種自動(dòng)化的操作來編制相關(guān)的圖表和數(shù)據(jù)的處理，然后處理的結(jié)果勘測(cè)技術(shù)人員可以參考，這樣的話工作就顯得更加的規(guī)范、科學(xué)有效。不僅如此，GPS還可以協(xié)助進(jìn)行礦產(chǎn)資源的多種數(shù)據(jù)分析，這里包括多元分析等，并通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)形成一個(gè)4維的形式，提高時(shí)效性。目前在澳大利亞已經(jīng)通過GPS這種技術(shù)手段與地質(zhì)測(cè)量的結(jié)合建立了相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，這將非常有助于礦床數(shù)據(jù)的記錄分析以及相關(guān)的科學(xué)研究[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

目前地質(zhì)勘查的工作逐漸受到越來越多的重視，這樣地質(zhì)測(cè)量技術(shù)的投入也就隨之加大，相關(guān)的技術(shù)，包括GPS、遙感，甚至是交叉學(xué)科的地質(zhì)遙感技術(shù)都在逐漸應(yīng)用到地質(zhì)測(cè)量中來。這都將有助于推進(jìn)相關(guān)學(xué)科的科學(xué)研究與發(fā)展。為保證測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)是可靠有效的，那測(cè)量工作的部署就應(yīng)該被重視，提前做好觀測(cè)的詳細(xì)方案（包括方案的可行性）。這樣有助于讓GPS、遙感等相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在學(xué)科應(yīng)用中得到充分的發(fā)揮。