地質勘探中的靜態GPS定位應用研究

陳靜　秦向紅　朱永泰

摘 要：過去礦井地質勘探鉆孔定位與復測需要利用測距儀、經緯儀對邊角導線進行測量，得到準確的鉆孔位置，近年來隨著科學技術的發展，靜態GPS定位技術成為礦井勘探鉆孔及復測工作中一種新方法，憑借其工作強度小、投入人員少、不受地物限制等優勢得到了廣泛應用，當前礦井地質勘探鉆孔測定工作效率已經提升了數倍。基于此，文章從不同角度針對靜態GPS定位技術在地質勘探中的應用展開了一系列分析。

關鍵詞：地質勘探；靜態GPS定位；應用

GPS技術從開始誕生以后其應用領域便一直在不斷擴展，隨著近年來科學技術的快速發展以及當前信息化程度的提升，我國地質勘探工作中也開始引入了GPS定位技術，很大程度的提升了測繪工作的準確性，同時地質勘探工程的效率也得到了明顯提升，特別是在地質勘探鉆孔定位中，引入靜態GPS以后，勘探測繪開始進入到一個全新的領域，下面我們就地質勘探中靜態GPS定位的應用展開進一步分析。

1 靜態GPS在地質勘探鉆孔定位中應用的背景

從靜態GPS出現一直到應用只用了二十幾年的時間，進一步普及用了十幾年的時間，雖然時間非常短，但是卻發揮出了非常大的潛力，全球定位系統是由美國研制的一種人造衛星定位系統，主要由地面監控站、GPS系統及用戶接收機所組成，大量實踐經驗證明，GPS系統在工作中具有作業時間短、精度高、全天候作業等一系列優點[ 1 ]。當前GPS已經在三維控制網、地形測量、道路測量等多領域中得到了廣泛應用。靜態GPS在勘探鉆孔定位中也具有明顯的優越性，憑借其自身獨特的功能解決了很多測量工作中的難題，其靈活性非常強，不會受到地物、地形等方面因素的限制。

2 靜態GPS定位對礦山地質勘探的意義

在礦山勘探工作中，定位是非常重要的一環，不管是布置鉆孔還是構造位置的確定，都需要進行精確的定位。布置鉆孔要求做到最短的距離、時間以及地質效果。不管是地表還是地下，因為受到地貌條件、地形條件的影響都會體現出勘探定位工作量大、測試點多等問題。利用靜態GPS定位系統針對礦山進行勘測，可以使采區范圍得到優化[ 2 ]，與傳統技術相比顯得更加快速、簡單，還能節省人力和時間，減少工程施工過程中的盲目性，以獲得有關地質情況的所有信息，其中包括非常詳細的礦體地質資料。在開采過程中，地應力會在礦層中不斷匯聚到一起，在同一應力場中很多應力可能并不均衡，不規范的采掘活動會使原來的應力平衡受到破壞，進而使參與應力突然間釋放出來，這種情況下很容易會出現冒頂、坍塌等相關問題，為采掘工作帶來巨大的安全威脅，而利用靜態GPS定位技術中的三維地震勘探技術，可以對小構造的發育情況進行勘探，針對地質情況進行提前預測，可以有效減少突發事故的出現，大大提升了礦井勘探工作的有效性及安全性。

3 靜態GPS在礦井地質勘探鉆孔定位中的應用

靜態GPS技術由初始化時間決定測量速度，而初始化時間又由接收機性能及接受衛星數量及質量決定，盡量在最短時間以內展開測量工作，通常情況下初始化的時間為20s～2min，因此，在礦井地質勘探過程中，靜態GPS技術的測量速度是非常高的。

3.1 作業效率高

利用靜態GPS技術展開復測時，需要將礦山工作網絡和礦區三角控制網相連接，其平均工作半徑大約為4km，同時靜態GPS工作半徑為20km，最長邊長約為10km[ 3 ]，靜態GPS工作半徑在處理數據時對精確性和速度的要求得到了充分的滿足。在實際工作中會用到3臺套儀器，每站設置1人進行儀器的操作和搬運工作，每站工作會超過40rain，基本上可以得到該站的三維值，作業效率非常高。

3.2 定位精度較高

在礦區工作中靜態GPS技術的應用范圍非常廣，例如工程測量、地形測量等工作中都可以用到靜態GPS技術。靜態GPS定位技術應用以后，可以有效避免因為工作范圍不足而造成的數據誤差，大量工程實踐證明，其工作范圍可以達到2～5km，在規程要求的時間內工作，利用靜態GPS技術得到的平面高程精度通常在5mm內，且沒有誤差積累的現象存在，很明顯，利用GPS觀測的精度要遠遠高于一般測量手段。此外，GPS基線向量相對精度在0.00001～0.000000001的范圍內，這充分體現出了GPS在技術上的優越性，這是一般測量技術不能達到的。

3.3 全天候作業

靜態GPS技術在工作過程中存在的受限因素非常少，通常情況下只要滿足空間通視、電磁波通視的要求即可，不會受到云層、光線等因素的影響，也不會考慮光學通歸的影響，所以在多云天氣或者夜晚也是可以正常工作的，不僅可以有效提升工作效率，同時和傳統測量技術相比，靜態GPS技術還存在很多不能比擬的優勢，全天候作業也可以得到順利實現。

3.4 選點靈活、造價低

利用靜態GPS技術進行測量，不需要滿足測站之間通視的要求，可選工作點的空間更大，具有靈活多變的特點，同時也不需要造標，節省了大量的資金投資，布網的費用也得到了有效降低，雖然應用了最先進的技術，但是并不需要花費過多的費用。

3.5 內業解算

利用靜態GPS技術進行內業解算，通常情況下需要按照解算程序將4～6rain解算作為一組，其方法非常簡單，同時數據也非常準確、清晰。

4 結語

綜上所述，在礦井地質勘探鉆孔定位及復測工作中應用靜態GPS技術，可以使工作效率提升幾倍。值得一提的是，在一些大面積勘探區，最好可以在勘探區中建設多個點（GPS），以滿足勘探區對控制精度的需要。總之，這種靜態GPS定位技術非常先進，其操作方法也比較簡單，具有速度快、精度高等一系列特點，可以充分滿足當前我國礦井地質勘探鉆孔定位及復測工作的實際需求，值得進行廣泛的推廣和應用。

參考文獻：

[1] 陳波.淺談GPS靜態相對定位與RTK定位在煤田勘探中的應用[J].四川地質學報，2011（2）：239-241.

[2] 狄廣禮，劉劍英. 基于GPS-RTK技術在地質勘探工程測量中的應用研究[J]. 科技資訊，2015（5）：51-52.

[3] 屈國林，代慶禮，梁德玉.GPS全站儀在礦區地質勘探工程測量中的控制應用分析[J].電子測試，2013（8）：114-115.