浅析地质测绘中GPS技术的运用

■严勇哲

（西安地质矿产勘查开发院 陕西西安710000）

浅析地质测绘中GPS技术的运用

■严勇哲

（西安地质矿产勘查开发院 陕西西安710000）

GPS技术这是一种较为常见的卫星定位系统，被较广泛的应用于地质工程测绘中，测绘的结果具有相对较高的准确性与全面性，有效的提高了我国地质测绘水平，减少了相关工作人员的工作量，为我国地质测绘事业带来了福音。本文阐述了GPS技术的内涵与特点，针对GPS具体应用当中相关的技术问题进行了简单的探讨，为地质工作人员提高了技术参考。

GPS技术地质测绘工作应用参考

1　引言

地质测绘是一项综合性的地质工作，我国地势复杂，地质勘测的条件比较艰苦，地质测量难度较大，近年来我国一直在对相关的地质测绘技术进行改进，随着科学技术的不断发展，新测绘技术的发展与应用提高了地质测量的精度，加快了地质工程测量向数字化、网络化发展的进程。当前，国家对地质测绘工作日益重视起来，我国地质灾害时常发生，也面临着资源短缺的现状，GPS技术的普及有利于提高测绘作业的效率，提高了地质测绘的精准度，也减少了人力与物资的成本，利用GPS技术可以快速获得相关数据与分析结果，提高了数据的再次利用效率[1]。

2　 GPS技术概述

2.1GPS技术概述与原理

GPS技术是由美国国防部研发的，利用定位卫星进行全球定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统。功能的实现必须借助终端、传输网络和监控平台三个方面，它能实现三位导航的功能。目前广泛的运用于大地测量、航空摄影测量、海洋测绘等方面，降低了工程测绘的强度及生产成本。

GPS技术是利用卫星导航进行距离和时间测量的过程，利用卫星瞬间位置对已有数据进行处理，利用空间距离的基本原理进行测量地点的确定，实现定位。当地面的用户使用的接收机在四颗以上的卫星控制下，可以通过载波与距离相互交接的计算进行地点的三维坐标定位。

2.2GPS技术的特点

GPS技术具有高精度的特点，能对测量进行全天候的数据监控，通过遥感影像图和矢量图的加载进行准确定位。GPS在300-1500m工程精密定位中，其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较，其边长较差最大为0.5mm，较差中误差为0.3mm。

GPS技术在使用技术操作简单，对人员的专业性技术要求不高，GPS接收机的体积也日益变小，使测量过程更为简便；观测时间较短，随着科技的不断发展与技术的改进，目前GPS技术观测所用的时间更加缩短，对于一般的定位只需要几秒钟；利用GPS技术进行测量，没有要求要每个观测站互相之间实现通视的功能，只要根据数据测量来确定测量点位置，有效的减少了设立观测站过程中所需的费用，有利于测量工作的顺利进行，也不需要考虑观测站的密集程度与分布情况，将选点的周期变短，三维坐标定点方式也很大程度上提高了数据测绘的效率。

3　 GPS技术在地质测绘工作中的具体应用

3.1测定大地控制网点

地质测绘工作中，一般对于没有大比例尺寸的地区，需要建立起一个勘探区域控制网络，这个网络是由基线和勘探线组成的，作为基本空股指网络[2]。利用分级布设的方式实现对GPS网络的控制与调配，能有效的保证测量区域内测量点的参考基础，能够对布设的测量网络中的结构进行控制，形成长短边结合的有力模式。这种方式的采用可以有效的减少边缘误差，提高数据处理结果的准确性。

3.2在水下地形测绘中的应用

对于水下地质测量过程，测量时要根据具体的水深与位置标识，利用网络与计算机进行水下工作。传统水下绘制过程利用的是经纬仪等仪器，操作比较复杂，自动化程度低，不利于大范围的地形测绘。而GPS技术不仅能够引航测量船到需要的断面航线上，还可控制终端的运行与协调，完成测量点三维坐标数据的测量，并绘出水下地形图。

3.3野外观测的应用

3.3.1选点

GPS技术对观测站的通视没有具体要求，也不需要考虑观测站的密集程度与分布情况，在结果图像的设置中没有限制，具有较高的灵活性。尤其是在山区地质勘测过程中，不必考虑测量布控，缩短了选点周期，节省了人力物力资源。因为GPS技术的特殊性，在选点时候应注意以下几点：(1)要控制与保持点位与水面的距离，避免多路径效应的发生对观测产生影响；(2)选点应尽量选在周围的高度角15度以上，避免障碍物对观测视角与结果造成一定的影响；(3)点位应远离大功率、高压设施，避免设备产生的电磁场对观测信号进行干扰与影响；(4)选点的位置要保证视野开阔，避免外界事物对观测视野的影响。

3.3.2观测

GPS测量过程中的GPS接收机应根据实际情况在不同时段开启，并对测量现场的经纬度以及天气实时状态进行及时的记录，再通过详细的计算得到测量数据与结果。在观测站进行观测时间与间隔可以根据实际的测量情况而定，一般控制在几个小时之间。

3.4数据处理

3.4.1观测数据的预处理

GPS技术对观测数据处理步骤分为预处理与详细计算，预处理指的是对观测结果与数据进行初次的编辑与整理，为数据具体的分析与处理奠定了基础。通过GPS技术对地质进行观测的过程中，首先需要对原始收集到的数据进行预处理，得到整体的数据范围与概况，再通过基线向量等各种计算与预处理结果进行比对与分析，最终得到精准的测量结果。

3.4.2测量数据的处理

将预处理的结果作为数据基础与依据，利用观测数据平差的计算来进行观测数据的最终计算。数据处理过程中首先由独立的基线构成闭合图形，再通过方差的计算进行观测信息的计算与整理，GPS三维平差计算是建立在有效观测量的前提下。我们可以采用定位定点的方式建立坐标系，以基础点的数据作为基础与标准，对测量区域其他的高程进行差值的计算，如果其他点的平均高程超过一定值，那么我们可以通过这个平均值来建立投影坐标，当测量区域距离子午线较远的时候，必须采用子午线作为坐标系的中央子午线。

4　结束语

GPS技术在地质测绘工作中的不断普及的应用，不仅提高了地质测绘工作的效率，还加速了我国地质测绘事业的发展。现代科学技术的不断进步也相应的促进了GPS技术功能的不断提高，在地质测绘作业中的优越性也得到了更多的体现，GPS技术的不断更新与发展为地质测绘工作提供了高效、便利的途径，为我国地质事业的发展做出了不可磨灭的贡献。

[1]郭嘉琨,张宁,郑月.探讨现代测绘技术在地质测绘中的运用问题及对策 [J].门窗, 2014,09:370-371.

[2] 赵宏亮. GPS 技术在地质测绘中的应用研究[J] . 科技风,2013,10:110.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-2-237-1