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GPS测量技术在地质勘查中的应用

作者：徐志新

来源：《价值工程》2014年第17期

摘要： 科技的不断发展，给测绘行业带来了前所未有的发展机遇，GPS-RTK技术是测量行业最重要的技术之一，该技术的广泛应用，给很多行业的工作带来了极大的便利，如对地质勘查工作，不仅提高了工作效率，还带来了效益。文章结合实例探讨测量在地质勘查中的应用。

Abstract： The continuous development of science and technology has brought unprecedented opportunities to the development of mapping industry. GPS-RTK technique is one of the most

important technologies in mapping industry， and widely used in the technology industry， brought a great convenience such as geological exploration work. It not only improves the work efficiency， but also brings benefits. This articles discusses the in the application of measurement in geological exploration combined with examples. 关键词： 地质勘查；测量；应用

Key words： geological exploration；measurement；application

中图分类号：U412.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0074-02 0 引言

地质勘察工程需要完成大量的测量工作，相比较使用传统模式的测量方法，例如需要用那些全站仪、水准仪和经纬仪等这些测量仪器来完成的野外采集数据的工作，然后在通过野外采集的数据进行准确的地形图绘制，这样的传统工作方法不但工作效率得不到提高，劳动强度大，而且还需要动用大量的物力和人力，这样测绘行业怎么能实现现代化和数字化的发展水平。GPS技术的到来改变了这一切，经过多年的发展，替代了传统模式下的测量工作，效率也大大的提高。笔者根据多年的实际经验，尤其是在地质勘查工作中总结出来的实际经验，对GPS-RTK技术在地质勘查工程当中的应用进行分析。 1 地质测量实例概述

1.1 概况 根据勘探测量的需要，以满足地质勘查设计和施工，现场的技术人员对矿山的地质情况进行进场实地考察，在组织测量的区域范围内进行地形、剖面坐标采集、新布设工程点实地放样等工作。

勘查区地势南高北低，海拔4200～5200m，平均4700m，相对高差1000m。矿区无公路与外部相连，仅有两条简易乡村公路可到达矿区，根据勘查，发现矿区的环境地形复杂，这给我

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们的测量工作带来了很大阻碍，矿区内车辆无法行驶，根据这些条件，首先就要选用GPS-RTK技术野外测量。

1.2 作业依据 《GBT 18314-2009 全球定位系统（GPS）测量规范》；《地质矿产勘查测量规范》；《城市测量规范》；《工程测量规范》（GB50026-2007）。 1.3 测量勘察的方案

1.3.1 需要用到的设备和仪器 根据本次地形情况需要用到的主要设备是中海达一拖二双频GPS接收机一套；拓普康全站仪一台，笔记本电脑3台，打印机1台，对讲机四台，皮卡车1辆。

根据《GBT 18314-2009 全球定位系统（GPS）测量规范》，使用中海达公司提供GPS系统测绘后的软件，对约束平差、基线向量进行处理，成图后使用南方CASS7.0等软件进行处理，这些都要符合规范要求。 1.3.2 控制测量方法

①平面控制测量。根据测量技术设计的规范，原有的GPS（C级）三个点的基础上增设四个GPS（E级）点和三个GPS（C级）点，设GPS01到GPS07为编号，按照点位布设，根据测区内的GPS点，加密图根的控制点，确保GPS控制网的密度及可靠性。 ②GPS测量技术要求。GPS控制网的主要技术要符合表1的规定。

各等级GPS控制网相邻点基线最小距离不宜小于平均距离的1/3；最大距离不宜大于平均距离的3倍。对于一级网，当边长小于0.2km时，其边长中误差应小于士20mm。 GPS网相邻点之间基线长度精度用下列公式计算： ？滓=■

式中：？滓——标准差，mm；

？琢——固定误差，（10mm≥E级GPS网）； b——比例误差系数，（20mm≥E级GPS网）； d——相邻点间距离，mm。

本测区的GPS控制网采用线、点联方式观测，组成若干个三边形或多边形独立观测环构网，独立环的边数不得超过GPS 测量规范的规定。

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2 地质勘探工程测量的方法技术

2.1 勘探网布设与控制测量 相对传统的测量技术，RTK技术的出现对于工程测量的精度还是成本投入都优于传统测量，在地质勘查测量的主要技术方案中，已少不了该技术的应用。根据实际的作用情况，在不超过5km的GPS基线边长中且观测的环境视线条件较好的情况下，通常在5cm～10cm范围的控制网可以采用GPS快速静态的模式进行定位，在环境地形比较开阔的平原地区，观测视线较好、达到条件下的设备情况下就直接可以采用RTK模式。 2.2 地形测量 利用RTK技术测量地形碎部点最少只需1s就可以完成，而且RTK技术对于测站间的通视条件没有要求，无需频繁搬站，可以实现多个作业组多个流动站同时工作，因此，RTK的测量速度更快，作业效率也更高。在地质找矿时，需要测制大比例尺的地形图，如果地形条件比较好，比如相对高差小、卫星信号接收好、无死角等，RTK可以对各种地物地貌特征点进行完整采集。如果遇到因地形条件限制使卫星信号接收受阻和电台数据链中断的情况，则需要用全站仪补测碎部点。

2.3 工程点布设 传统的工程点的测设方法通过引用RTK技术，不仅对野外作业的时间大大的缩短了，还对控制网点的布设精度和作业效率进行了提高，按照GPS-RTK技术布设控制点的步骤为：①按照地质工程项目的一级控制网的基础，对测量矿区的控制网点的分布位置进行确定；②将布设网点的测量坐标输入进RTK手簿中；③利用RTK的放样功能对控制点的布设进行实地确定，由于GPS的静态和后差分测量没有这项功能，对控制网点的布设无法进行。

2.4 勘探线剖面测量 通常地质钻孔要设置在勘探线上，所以要对勘探线剖面进行测量，从而为工程布设、储量计算以及勘探设计和其它的综合研究提供更加准确的基础资料。测量勘探线剖面要与相关的规范要求和矿区设计要求相符。测量勘探线剖面传统的方法是地质人员将剖面的起始点布设出来，测量人员再根据起始点沿着与剖面垂直的方向定线并测设勘探基线，再沿着给定的剖面线方向将剖面的剖控点、测站点、剖面点确定下来。如果采用RTK技术，则一人就能够完成整个勘探线剖面的测量。大大地减少了作业人数，减轻了劳动强度，提高了测量精度。在地质勘察测量中发挥着特别重要的作用。 3 结论

作为定位具有精准性，精度能够达到厘米级技术的GPS，不仅在操作上方便简单，而且在观测时间上也很短，并能实时对三维坐标进行操作，同时减少了误差，对人员的工作强度减轻了很多，经过科技这几年的不断发展，在地质勘查测量工作中也大量使用GPS-RTK技术，更新了传统的作业观念，在测量方法上也实现了较大的变革，推动了地质勘查这个行业的发展。 虽然GPS有众多的优点，但是在地质勘查测量作业时，也要根据现场的实际情况灵活运用，因为地质勘查测量有时工作地点会在地形比较复杂，选择丘陵亦或者山区等地区进行工作，尽管GPS技术发展的已经很成熟了，但是在遇到这些情况的时候也会经常发生采集数据