地质找矿中GPS技术的应用剖析

李凡顺，裴 阳

（江西省地质矿产勘查开发局赣西地质调查大队，江西 南昌 330030）

地质找矿，多在没有开发的山区实行，且工作区域地形较为复杂，不能正常提供汽车行驶的道路。其间存在较多的植被，而通视的条件也并不理想[1]。如果采取其他设备实行常规测量，容易导致仪器、人员数量增加，进而使得测量的程序更加繁琐，投入费用提升。合理使用GPS技术，将其应用于控制网布设、测量工作中，能达到较好的效果。所以，GPS定位应联合相关的地质资料分析，以明确地表地质的特征，对各地区地质的状况进行判断。

1 GPS感应系统的基本概述

1.1 GPS内容

GPS，即为全球定位系统。起始时间为1958年，1964年投入应用。20世纪70年代美国陆海空三军共同努力下，研发了新型的卫星定位系统GPS。通过多年研究实验，直至1994年使得这项系统，获得全球性的覆盖，24颗GPS卫星星座覆盖率达到98%[2]。

1.2 GPS的构成

GPS通过空间卫星星座、地面监控站、用户设备几方面所构成，现针对这三方面实行具体的分析。

（1）GPS地面监控站的功能。地面监控站，主要通过一个主控站和三个注入站、五个监测站共同构成。主要的功能为数据的观察和检测，然后将获得的数据通过导航传输于对应的卫星存储设备。主控站对监控站获得的观测数据核算，进而形成轨道参数、钟差参数，转换为导航电文后，传输至注入站，传送到对应存储设备内。

（2）GPS用户设备的功能。用户设备基本采取GPS接收机和数据处理软件、终端设备所构成。主要的功能为：捕获信号，实行信号交换，并且还可放大、处理信号的释放情况。GPS接收机具有一定的主导功效，GPS接收设备能捕获卫星高度截止角，进而选取待测的卫星信号，将信号通过数据相关的处理软件进行处理，以终端设备将GPS接收设备中心三维坐标合理计算。

（3）GPS定位的主要原理。GPS定位原理，基本结合高速运动卫星将瞬间的部位，视为已知起算的数据，结合测量距离交会的定点原理，明确待测点的具体部位。GPS，将卫星作为基础无线电导航定位系统，可发挥较多的功能，如陆地和海洋、天空、航天等均能达到较好效果。全天候、全球性及实时性、连续性导航和定位、定时等功能均能发挥最大效应。GPS感应系统，具有精确的特点，感应系统经多部分构成，空间导航星座及地面控制站、GPS用户定位设备，以及地面通信网等，均为GPS感应系统的主要构成部分。GPS用户设备核心内容为：GPS接收机，所以GPS用户设备也可以称为GPS接收机，构成成分：天线和信号处理设备、接收机、显示器。数据转换：传感器的采集和信号放大，信号将电缆传输于地下数据交换部，在将信号于计算机行实时的感应，并针对所有的感应点位移状况加以严格的分析。

2 GPS技术应用于测量技术中的价值

（1）GPS测量技术的设计要点。GPS测量技术，属于GPS感应系统的重要部分。其会对技术设计应考虑到设计依据和精度要求、基准等内容。GPS测量技术在设计的过程，应结合具体的标准下进行设计。主要需结合地质矿产部所下达的行业标准，如地质测量的规范、全球定位系统城市测量技术要求等。技术设计的阶段，应确保其满足相关的标准，因地制宜设计，并将工程测量要求列入考虑，以此确定测量技术的测量路线。地质找矿最为关键的部分为高程、面积的确定，所以设计基准的过程应确定图纸的设计，按照图形全面考虑问题。此外，还应适当增设一些辅助点和假设，以明确高程、面积。测量技术精度，应根据测区的具体状况，选取适宜的GPS网，将其作为测区首级控制网。通常情况下，为E级的GPS网。

（2）GPS测量外业的实施要点。GPS外业实施的主要内容为：合理选择GPS测量测站点、计划的观测。测量点主要会选择3个，且各个测量点间保持通视，以利于找矿测量工作的安全实行。测量点中，一点范围不应产生障碍物、干扰信号，因为其会对找矿工作信号采集造成较大影响。而测量点的位置，应保证交通的便捷。GPS测量技术设计的时候，确保理论的设计基础上，制定具体观测计划。计划的内容应结合GPS卫星，保证能够见到的预报图、几何图形的强度，合理的选取最适宜的观测时段，编排作业的调度表。

3 GPS在地质找矿中的应用

20世纪20～80年代中期开始，GPS感应技术逐渐引进于国外，并广泛使用到我国大陆地区、部分海域地质找矿中。地质找矿的过程，应按照地质测量的具体流程工作。地质测量的类型较多，如地质测量、物化探网点和地质填图的测量、控制及地形测量等。

（1）地质工程的测量要点。地质工程的测量应实行地形的测绘，主要的目的为矿区提供不同比例尺地形图，满足工程需求。针对各工程点，槽探、井探等实行测定。以往测图的方式主要为：经纬仪、测距仪测图。可按照以下几个步骤测图：①控制网点的布设；②对次级控制网点的控制；③结合加密控制点、图根对控制点进行测图。上述的测图方法和观念，不能满足当前测图的需求。随着GPS新技术的发展，使其能满足精度和速度、费用等要求，并且操作简单，所以被各级控制点坐标测定、地质测量广泛使用。

（2）GPS网的构建要点。发现新矿区后，因为无具体的大比例地形图。因此，我们应于矿区建立GPS网，即为勘探网。主要由于其属于不同地质勘探工程中，主要的控制网。矿区可通过地质技术员制作简易GPS控制网，以明确起始基线点的坐标。在此之上，实行测设基线的部分，确保地质的顺利运行。针对矿区GPS控制网建立来讲，其能完成地质工程的测量工作。不但可节省地质的时间，同时能提高经济方面的效益。

（3）勘探线剖面的测量要点。明确基线点后，于基线点设站、架设设备，作为主要的测量线。将临近基线点零的位置，以顺时针将望远镜旋转90°。将勘探线方向作以施测剖面。其次，应在勘探方向点分别通过GPS对不同地形点进行探勘。然后，结合顺时针旋将望远镜转为180°的方向，利用GPS对地形点加以测定，并勘探工程点坐标、高程。完成室外作业后，对室内的资料加以整理，以全部绘制出来矿区的剖面。

（4）GPS在其它地质中的应用。GPS于野外化探扫面（水系沉积测量采样）中的应用，能够有效的凸显其优越性。GPS坐标信息速度较快，大约为每秒一次，主要采取航迹进行监控，从而有效确保采样位置的精准、安全和牢靠，加强采样的质量。

4 结语

GPS技术的不断完善，使得这项技术广泛应用于地质找矿中。而GPS应用于地质找矿中，GPS技术，具有数据得到速度快、成本低、数据处理及时、操作便捷等特点。所以，可达到省时省力的目的，并能促使找矿工作提升新的层次。GPS测量得基本理论、设备的发展，使得这项测量技术不断向成熟转化，并于实用化和自动化的方向发展。