基于GPS技术的地质测量分析

苗彤

1.引言

我国近半个世纪对地质矿产资源的开采，使得我国的矿产资源储藏量变的非常匮乏，而应此要求产生的地质勘探行业变的种类繁多，在目前的勘探技术中，基于GPS的测量手段已经日益被接受，是地质测量技术的首选。GPS技术最初是由美国研制的，具有实时的多维导航和定位技术的新一代卫星导航系统。它包括空间星座、地面控制和用户设备三个部分。它能快速准确的测量以点、线、面为基础的三维坐标，从而实现精确定位。因此，它具有高精度和自动化等优势。应用范围包括航天、船舶、汽车、考察探险、农业及人们衣食住行的各个方面。将GPS技术与通信技术结合，可以把测量方法从静态发展为动态，误差降低到厘米级数字，此外，GPS技术在遥感、地理信息系统作为基础和可扩展的技术，已经得到了广泛应用[1-3]。

2.GPS-RTK技术

GPS-RTK是实时动态测量技术，它是GPS和数据传输两种技术的结合，是基于载波相位观测的实时差分的GPS技术。它的基本工作原理是在一个点位上安装一个双频接收机，对在其范围内能够搜索到的GPS卫星进行监测，之后把监测信息及经过处理的信息通过无线电设备传送出去。同时，安装一台流动的GPS接收机，用于接收GPS卫星信号和基站的数据信息。最后，计算这台流动GPS接收机的精确三维坐标及相关信息。因为此种方法需要实时的回馈，因此具有局限性。例如，某些国外的GPS卫星在我国一些偏远山区没有信号，此种情况就不能应用此种方法进行测量[4]。

3.GPS快速静态定位测量法

针对一些无法使用GPS-RTK测量法的无信号的山区，只能采取一些传统的方法，例如GPS静态定位测量法。但是，传统的静态测量法效率太低，因此需要对它进行改进，从而应需要产生了GPS快速静态定位测量法。它只需对每个观测点进行10分钟的观测就可以得到测量结果。当对测量精度有要求时，GPS快速静态定位测量法完全可以保证达到。实践证明，GPS快速静态定位测量法是有效且实用的，精确度较高，GPS快速静态测量法一般包括两种方法，根据情况进行选择。一种是设置一个参考基站，另一种是设置两个参考基站。设置一个参考基站只需要两台机器便可完成测量任务，测量速度快，但是容易出现误差，结果准确率低。而第二种设置两个参考基站的方法，至少要3台机器才能完成测量，测量速度慢一些，但是测量结果精确，能够较好的完成测量任务，因此，一般都选择第二种方法进行测量[5]。

4.GPS技术在地质测量中的应用

4.1硬件准备

在利用GPS技术进行地质测量之前，要事先准备一台参考的基准站，与电脑和路由器连接，以便从网络上获取远程数据。首先要保证参考的基准站工作正常，然后运动的基站开始测量。测量时要根据要求，尤其是测量精度的要求来选择测量仪器，运动基站需架设在参考基站的作用范围之内，运动基站的数量可以根据作业要求设置，可增可减，采集后的数据可通过一定的算法和软件进行处理，从而得到更高精度的数据[6]。

4.2GPS技术在地质测量中的应用步骤

应用GPS技术进行地质测量需要如下步骤：

1.进行实地考察，全面了解测量地区的地质结构和矿质资料。

2.寻找相关资料，进行对比分析。查看是否有相同类型的矿床，通过参考和对比，如果发现矿物质地层，通知有关勘探部门进行井探工程勘探。

4.3GPS-RTK测量技术的应用

在一般情况下，GPS-RTK测量可以只由一个人完成，而且测量仪器的搬运工作可以在很大程度上减少，同时具有速度快、强度低、省时高效的特点。此方法精度高，测量精度可以达到厘米的级别，而且两点之间的距离不需要测量，只需通过电磁波进行传播，摒弃了传统测量方法的缺点。测量后，GPS-RTK技术可以自动地计算测绘结果，减少人工操作的误差。但是，此方法需要由GPS卫星的信号作为支持，所以此方法不能应用在没哟信号或信号时有时无的地方，在这些地方此方法不能应用。此外，因为此方法是利用电磁波作为通信载体的，所以受到空气、风等因素影响较大。而且，在GPS快速静态测量法中，由于测量的距离可以达到80千米之远，在测量精度上可以控制得很精确，通过合理的使用，该方法可以避免很多GPS-RTK法的不足和局限性[7]。

5.结论

随着GPS技术兴起和不断发展,传统的目测和手工测量等方式目前已经趋于被淘汰，GPS技术作为新兴的测量技术，具有测量时间短，测量效率高，可靠性和准确性高等特点，无疑推动了地质测量工作的发展。本文在研究了GPS动态和静态定位的基础上发现，虽然此技术具有很多优点，但并不是十分完善,仍存在诸多问题,需要广大学者深入研究,从而提高测量技术的精确性。GPS技术的应用前景是十分广泛的，在矿产能源管理、地质调查、地质剖面测量、钻孔测设等方面具有广阔的应用前景。

参考文献:

[1]于国强,岳建英,邸伟.GPS-RTK技术在矿区测量中的应用[J].山东煤炭科技,2008(4).

[2]陈凯,应忍冬,刘佩林,等.基于Viterbi算法的高灵敏度GPS信号跟踪[J].计算机与现代化,2013(4):9.

[3]马利敏.GPS技术在地质测量中的应用[J].科学与财富，2012（08）：212.

[4]合肥工业大学等合编．测量学[M]．北京：中国建筑工业出版社，1990.

[5]徐绍铨．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉大学出版社，2001．

[6]王广运，等著．GPS测地研究与应用文集[M]．北京:测绘出版社，1992．

[7]黄劲松，李英冰．GPS测量与数据处理实习教程[M]．武汉：武汉大学出版社，2010．