GPS技术在地质工程勘察测绘中的实施应用

2017-04-09

四川水泥 2017年6期

（河北工程大学水利水电学院河北邯郸 056001）

翟杨

（河北工程大学水利水电学院河北邯郸 056001）

地质勘察测绘工作较为复杂，对于测绘人员的要求较高，而且随着社会的不断发展，当前行业对于地质勘察测绘工作质量也越来越高。这就需要我国不断的提高自身的地质测绘技术，只有这样才能优化工作方式，进一步提升工作效率。基于现实的需求，我国引入了G PS技术，并将之应用于地质测绘工作中。G PS技术的应用一方面改善了地质勘察测绘工作流程，另一方面还在很大程度上减少工作人员的野外工作量，进一步提升了工作效率。因此，本文在对G PS技术基本原理及应用意义进行分析的同时，还具体分析其在实际中的应用。

GPS技术；地质工程；勘察测绘；应用

一、前言

美国军方最早应用GPS技术，他们主要是将之用于陆海军的导航服务中。一般来说GPS由三大部分组成：一是空间星座，二是地面控制，三是用户设备，该技术在卫星覆盖的范围内，可以将星历参数和时间信息持续发送出去，地面接收机接受到相关的信息后，就可以通过一定的计算方法对信息进行分析，然后得出地面物体的性状以及范围。具体来说，GPS定位主要是指先在特定的位置安装GPS设备，进而借助卫星寻找GPS装置的位置信息，并将相关信息发送到控制端的一个过程。GPS技术发展到现在，应用的范围越来越广泛，除了可以应用于军事上，而且还可以应用于车辆定位、地质勘查等不同的领域中，本文主要是分析GPS技术在地质勘查中的应用。

二、GPS技术的基本原理及应用意义

2.1 GPS技术的基本原理

GPS技术的基本应用原理主要是指通过对特定位置的卫星至接收机的距离进行测量，并在综合相关卫星数据等情况下，将之在在星历中寻找出来。GPS技术的应用具有多方面的优势，它可以实现全天候的运作，而且具有良好的传播速度快，准确率也非常高[1]。将GPS技术应用于地质勘察工作中，可以有效减少多方面因素的影响，在最大程度上减小误差。

2.2 GPS技术的重要应用意义

在地质勘查工作中应用GPS技术具有非常重要的意义，首先，可以在很大程度上改善作业流程，进一步提升工作效率。地质勘察测绘工作关系到工程项目是否能够顺利竣工，而利用GPS技术采集数据，不仅可以将复杂化的技术操作流程变得简单，而且还可以加快地质测绘工作的工作进度。同时，在实际的勘察测绘工作中，难免会遇到高难度地质形态，应用其他的技术很难开展工作，而利用G PS技术就可以有效解决这一问题，为地质工程勘察测绘工作的顺利实施提供了技术保障。其次，可以在很大程度上减少工作人员的野外工作量。地质工程勘察测绘工作需要深入到现场开展，而我国地域辽阔，各个地区的地质条件存在较大的差异，这就严重增加了测绘人员的工作难度。同时，勘察测绘工作较为复杂，在实际的工作中需要充分考虑各方面的因素，并利用先进的技术，这样才能取得良好的工作成果。而G PS技术作为一种先进的技术，将之应用于地质测绘工作中，可以减少许多的工作程序，从而有效减少工作人员的野外作业量，对于测绘工作技术水平的提高具有非常重要的促进作用。最后，可以在很大程度上加快测绘工作的现代化进程。与西方发达国家相比，我国地质测绘技术的应用时间较短，所以，不论是其工作开展方式，抑或是有关设备的配备方面，我国与西方发达国家的差距还是比较大[2]。但是经过一段时间的发展，我国对于G PS技术的应用也越来越成熟，而且应用也越来越普遍，使得我国地质勘察测绘技术水平越来越高，这也意味着地质测绘工作的现代化发展越来越快。

三、GPS技术在地质工程勘察测绘中的具体应用

3.1可用于野外施测中的选点

地质工程勘察测绘对于工程施工具有非常重要的意义，只有确保其精确度，才能保证工程施工的顺利开展。在这样的情况下，地质工程勘察测绘活动的专业性尤其重要。在实际的地质测绘工作中，测绘人员通常需要考虑多方面的因素，因为很多种因素都可以影响地质测绘的精确度。同时，地质测绘工作较为复杂，其中野外选点非常重要，想要避免失误，选出一个最佳的位置，可以考虑使用GPS技术。利用GPS技术进行野外选点，不仅可以有效降低环境因素的影响，而且还可以有效降低多径效的影响。一半来说测绘人员在选择位置时，可以考虑使用大功率无限发射源，这样就可以减少电磁干扰效应[3]。比如，测绘人员在勘察新区域的过程中，如果没有大比例尺地形图，那么应当选择合适的位置建立勘探区控制网，然后通过分级布设的方式，根据具体的需求进行布设，从而构建一个与时间相结合的全网结构，这样就可以在很大程度上减少边缘误差积累。另外，必要条件下，可以根据实际情况以D级GPS网为首级控制网，通过这样的一个措施，就可以有效满足GPS测量规范。

3.2可用于数据处理

地质测绘工作中的数据处理是非常关键的一个环节。而GPS技术在数据处理方面具有很大的优势，它不仅可以处理海量的观测数据，而且还具有不同的处理方法，更重要的是它可以实现自动化的处理。从处理流程的角度来看，GPS技术在对精密数据进行处理的过程中，主要可以分为以下两个阶段：第一个处理阶段是GPS基线向量解算，第二个处理阶段是基线向量网平差计算。当然，一般情况下数据处理的基本步骤是先进行数据采集，然后进行数据传输以及预处理，最后才进入基线解算等流程。其中数据传输主要是指使用特定的传输电缆，将接收机与计算机充分连接起来，然后采用相应的处理软件，将已经成功下载的相关信息，全部发送到计算机中。在这一过程中涉及到数据分流的问题，而数据分流指的是数据传输中系统可自行对相关数据进行分流，这样就可以将观测数据分类到对应的文件中，并利用解码技术对其进行分类整理，这样不仅可以剔除无效的观测数据，而且还可以剔除冗余的数据[4]。一般来说GPS数据预处理需要按照一定的流程开展，一方面需要经过GPS网络调整、检查等步骤，另一方面还需要经过数据文件分选、检测以及维修等步骤。结束预处理工作后，就可以继续进入基线向量的解算等流程，从而获取准确的数据。最后，工作人员还需要根据网络调整计算，这样才能转换地面网络坐标，从而绘制正确的图形。

3.3 GPS RTK技术的运用

RTK技术在地质测绘工作中的应用较为常见，学名也叫载波相位差分技术。利用GPS RTK技术，可以将采集到的载波相位传输至接收机，然后求差解算坐标。与其他的测量技术相比，RTK技术定位的准确性更高，而且还可以在很大程度上提高测绘工作效率。在利用GPS RTK作业模式的情况下，一方面可以对观测值进行实时处理，另一方面还可以对测站坐标进行实时处理，从而获取精确的定位结果，在这一过程中，时间通常小于或者等于1 s。如果测量时间为1～2 d，那么定位的精确度具体可以达到1～3 cm，更重要的是这一过程不需要借助通视就可实现[5]。总之，利用GPS RTK技术，除了可以采集相应的地质测绘信息数据，更重要的是可以优化作业方法，对于精度以及效率的提高具有很大的促进作用。