使用罗盘和GPS测量勘探线剖面的偏离校正

2014-08-03刘小春付奉甜赵春丽

云南地质 2014年3期

刘小春，付奉甜，赵春丽，陈希

(云南省地质矿产勘查院，云南昆明 650051)

在开展地质勘查过程中，需要设计地表山地工程(如探槽、浅井)及钻探工程对矿体进行控制，这些工程往往沿一定的勘探线上或者尽量靠近勘探线布设。当矿区还处于初步勘查阶段，尚缺乏大比例尺的地形图时，勘探线剖面就需要进行实测。一般的地勘单位实测勘探线剖面有两种方式：一是由测量人员利用RKT放点测量；二是由地质人员利用地质罗盘、手持GPS、测绳等根据地形的起伏情况进行简易测量，这种测量方式有点类似于实测综合地层剖面的方法，但是又有所不同点，实测勘探线要求测量结果要与设计勘探线的方位一致。

根据第二种方法开展勘探线剖面简测，在实际操作过程会产生一个很大的偏差：地质员根据设计利用罗盘打方位，从起点逐站依次测量，当进行几个站点的测量之后，发现手持GPS显示的点位已经偏离设计勘探线了，并且测量站点越多，偏离程度越大。造成这种偏差的原因很多，比如：外部场强的干扰、地质人员使用罗盘不够准确等。本文利用平面几何尝试一种偏离的校正方法。

1 问题的产生

2010年12月至2012年9月，笔者在云南勐腊县曼洒铁多金属矿区开展地质勘查找矿工作时，根据预查阶段取得的成果，需及时布置钻探工作。由于缺少矿区大比例尺地形图，只好采用1∶5万地形图放大成1∶2千、1∶1万图件在野外直接使用，这给勘查工作带来了困难，尤其直接影响钻孔的设计。

根据项目的实际情况，选择利用地质罗盘、手持GPS、测绳实测勘探线剖面。第一，在地形地质图设计勘探线，确定好勘探线起点、方位及长度；第二，从地形地质图上读出坐标并输入手持GPS的导航功能中；第三，利用手持GPS的导航功能找到勘探线起点，前测手和后测手分别调整站位使地质罗盘读数与勘探线设计方位一致；第四，地质罗盘读数与勘探线设计方位一致后，前测手和后测手依次读出测绳的长度、利用地质罗盘读出地形的坡度，再由记录人员依次记录好勘探线实测的各项参数；第五，从0～1站开始，1～2，……，依次类推，直至测完勘探线设计长度。

测量结束以后，在整理资料时，发现测量数据与设计发生偏离。具体偏离情况：地质测量人员没有在勘探线测量过程中对站点偏离勘探线进行动态校正，而是在进行了多站测量以后，才将测站处的手持GPS坐标投影在地形地质图，发现站点处的坐标已经远偏离设计勘探线，然后想当然地按照0°或180°方位移至勘探线上，使得下一站站点人为的校正在设计勘探线上(图1、图2)。

2 平面几何校正方法的建立

通过图1、图2可以看出，地质测量人员所获得的数据存在两种偏离勘探的方式，一是向南西方向偏离勘探线，采用0°方向校正，出现测线部分重复；二是向南东方向偏离勘探线，采用180°方向偏离勘探线，采用180°方向校正。

为了建立平面几何的校正方法，需要假设0～1，……，8～9站向南西偏离具有均一性，即每站都是向南西偏离，且偏离角相等或近似相等；同样，10～11，……，20～21以及22～23，……，25～26站向南东偏离亦具有均一性，即每站都是向南东偏离，且偏离角相等或近似相等。特别说明，这种假设是成立的，因为地质测量人员是根据设计的勘探线方向去调整地质罗盘的，前测手和后测手不变的情况下，引起偏离的原因基本是恒定的。

根据两种偏离情况，向南西方向偏离说明实际测线方位大于设计勘探线方位；向南东偏离说明实际测线方位小于设计勘探线方位(图3)。

图3 实测勘探线校正几何平面示意图

表1勘探线剖面测量校正数据一览表

Tab.1CorrectionDataofExplorationLineSectionSurey

站号坡度校正前偏斜参数校正后方位斜距平距对边距偏斜角斜距平距备注9-100088.006.130～1-181301817.121～2-713098.932～3-331301915.933～4-141301615.524～5131303332.155～661302221.886～7201301816.917～8421302014.868～9351301713.9321～22-21180109.347.1510～11201302422.5511～12121305654.7812～13-113099.0013～14-151302928.0114～15221301211.1315～16341304033.1616～17321302218.6617～18301302319.9218～19311301512.8619～2025130109.0620～21-31301312.9826～27281801311.488.7922～23-371301511.9823～24-391302519.4324～25-341304234.8225～26-271301816.042.231.776.145.145.14该站平距舍弃17.9917.118.998.9318.9915.9215.9915.5132.9832.1321.9821.8617.9916.9019.9814.8510.718.78减去9～10站平距6.436.0023.9922.5455.9754.759.008.9928.9928.0011.9911.1239.9833.1521.9918.6522.9919.9114.9912.8510.009.0612.9912.988.367.3814.9111.9124.8619.3241.7634.6217.9015.95

单位：坡度、方位、偏斜角-度；斜距、平距、对边距、斜距、平距-m

(1)当分段实测勘探线的最后一站方位为0°时(该站为重叠测量数据，校正完成后予以舍弃)：

M-校正前0-1，……，8-9站累计平距(m)；Li-校正前单站导线斜距(m)；βi-导线坡度角(°)；H-偏离角对边距(m)；Mi-校正前单站导线平距(m)；mi-校正后单站导线平距(m)；-分段偏离角(°)；-校正后单站导线斜距(m)。

(2)当分段实测勘探线的最后一站方位为180°时：

M-校正前10-11，……，20-21站累计平距(m)；Li-校正前单站导线斜距(m)；βi-导线坡度角(°)；H-偏离角对边距(m)；Mi-校正前单站导线平距(m)；mi-校正后单站导线平距(m)；-分段偏离角(°)；-校正后单站导线斜距(m)。

同样，即可求得22-23，……，26-27站校正后的斜距。