GPS与传统测量技术在地质勘察中应用比较

刘伟

[摘要]随着我国经济的高速发展和地质勘察科学技术的不断进步，越来越多先进的地质勘查技术在实际工程勘察工作中发挥着重要的作用。本文主要介绍了一种新型地质勘查技术即GPS-RTK技术，以及将该技术与传统测量技术在地质勘察应用上进行了一定的比较，以突出GPS技术在地质勘察中的特点及优势。

[关键词]地质勘察 GPS-RTK 传统测量

[中图分类号] TM93[文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-177-1

0前言

随着地质勘察技术的不断更新，以GPS测量技术为主导的地质测量手段已经逐渐被广泛运用到地质勘察工作中。在地质勘查过程中需要对所勘察区进行控制测量、地形测量、地质勘探工程测量等一系列地质测量工作，在应用传统的测量技术时往往采用经纬仪、平板仪、全站仪等大型测量设备来进行相关的测量测绘，其工作量大且勘探工作复杂、进度迟缓，利用GPS技术可以有效的解决测绘过程中的一系列问题。

1GPS-RTK技术的测量原理

RTK技术即根据载波相位观察值的动态变化来进行实时定位技术，它是以GPS技术为基础并进行一定的改革创新后所衍生出的一种新型技术。GPS-RTK技术是通过卫星信号来进行相关地质勘查工作，该技术一般利用两台及以上的GPS接收机来接收相关信号，将一台GPS接收机安置在已知或未知点上，其余的则作为移动站。基于RTK作业模式的基准站及移动站需要至少同时跟踪到五颗卫星，基准站主要对可见卫星进行不间断的观测并将相关定位坐标数据及采集到的GPS观测值利用无线电传输设备传送到地面观测站，通过相关计算、处理最终求得三维坐标。

2GPS-RTK与传统测量技术在地质测量上的应用比较

2.1地形测量

在地质勘探以及矿山规划设计等地质工作中，高质量现势大比例尺地形图是其测绘要点并决定着勘探工作能否顺利的进行。传统的测图工作量大且绘图质量不高，其具体操作过程是首先要在勘察区域建立复杂的控制网络，然后在控制网络的基础上继续加密控制点，接着按照加密的控制点来布设相关图根点并安装相关设备进行碎部测量，最后再来进行地形图绘制工作。期间所利用到的设备包括：经纬仪、平板仪、塔尺、测距仪、全站仪、棱镜等，绘图工作对这些设备仪器的要求非常高且都要严重依赖高密度控制点，其勘探工作的劳动量大、工期缓慢、精度低而且对施工人员的数量也有相当大的需求。

采用新型GPS-RTK测量技术时，可以直接跨过“加密控制”这个步骤而直接进行碎步测量工作，对于基准站的设置方面也有多种选择，既可以设置在控制点上还可以设置在用于接收卫星信号即无线通讯的未知点上，一个基准站可以同时满足多个流动站进行数据采集工作，值得一提的是一个流动站只需要一名工作者，其主要工作是获取碎部点的平面坐标及相关高程，并且按照所记录的点的相关特征编码和属性来建立碎部点数据库，最后通过CASS绘图软件来绘制精度高的地形图。在地质测量方面，GPS-RTK技术有明显的数字化优势，其工作量大大小于传统测量，此外在速度、精准度、测量工程用时等方面也具有明显优势。

2.2控制测量

传统测量工作是建立在国家等级的控制点基础上，通过测角网、测边网、导线网、边角网、侧角交会等方式来进行。在控制测量过程中要严格布设控制点的位置，其必须要达到所要求的通视条件，整个测量过程还会受到气象、时间等自然因素的限制。采用传统控制测量需要比较大的经费投入，然而其耗费时间较长且精准度往往达不到要求。

GPS在高程控制网的建设方面有明显的优势，同时具有全天候、高精度等特点，因此在平面控制网建立方面已经基本取代了传统的测量方式而成为当前的主要手段。例如我国某单位在非洲的一个地质勘探工程中，旱季、雨季分别需要完成非常大的测量工作量，为此相关工程技术人员通过采用12台GPS接收机来在比较紧张的时间内快速、高质量的完成相关工作并建立起控制网，从而为后来的地质勘探网布设、地质工程测量等相关工作的开展提供了可靠依据，为在规定时间内顺利高质量的完成合同约定打下了稳固基础。

2.3地质勘察工程测量

传统的地质勘查测量主要包括勘探网、勘探线剖面、矿区勘界等测量，通过控制点利用光电测距极坐标法和经纬视距极坐标法来完成勘探线端点、工程点以及剖空点等的布设，然后利用侧角交会方法来实施测量，整个操作程序繁杂且易出现差错，无法达到相应的精准度，最终成果成图质量较低，因而无法保障地质勘查工作的需求。

将GPS-RTK技术运用到工程测量后可以将复杂的工程简单化，且有效的解决精度低的问题。因为使用GPS技术时，一个基准站可以保证多个移动站进行相应的地位测量工作，且在RTK技术的使用上通过利用其线放样功能来进行勘探网及勘探线剖面的测量，从而有效的解除了勘探线上障碍物对测量工作的影响。例如在上述所述该单位在进行地质勘查工程测量中，通过20台GPS接收机在短短几个月的旱季中完成了所设定的控制测量和地形测量，总勘探线剖面测量达到1580千米、钻孔定测达到4000多个，其勘探成果在世界地质勘探界引起了轰动性的效应。

3GPS-RTK技术的技术特点

通过对比传统测量技术在地质勘察中的实际应用，可以总结GPS测量技术的特点如下：①大大提高了工作效率，解决了传统测量中劳动量大、工期长、工程操作复杂等问题。②精准度高，GPS技术采用信号数字化处理方式不仅减小了工作量还大大减小了测量误差，精确度能够达到厘米级。③操作简单、便于管理，在利用该技术进行测量工作时采用自动化技术来进行地质测量绘图工作，通过简单的操作来有效避免了复杂的绘图工作。④受环境因素影响较小，可以全天候、高精度的测量。

4结论

在地质勘查工作中GPS测量技术与传统测量技术相比具有经济、操作方便、精度高等优势，然而GPS技术也存在着一些局限性，例如较容易受到太阳黑子、强磁场等因素的干扰，在今后的地质勘查工作发展中要不断完善GPS技术，从而全面应用GPS技术来进行高效准确的地质勘查工作。

参考文献

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