地質找礦中GPS技術的應用剖析

李凡順，裴 陽

（江西省地質礦產勘查開發局贛西地質調查大隊，江西 南昌 330030）

地質找礦，多在沒有開發的山區實行，且工作區域地形較為復雜，不能正常提供汽車行駛的道路。其間存在較多的植被，而通視的條件也并不理想[1]。如果采取其他設備實行常規測量，容易導致儀器、人員數量增加，進而使得測量的程序更加繁瑣，投入費用提升。合理使用GPS技術，將其應用于控制網布設、測量工作中，能達到較好的效果。所以，GPS定位應聯合相關的地質資料分析，以明確地表地質的特征，對各地區地質的狀況進行判斷。

1 GPS感應系統的基本概述

1.1 GPS內容

GPS，即為全球定位系統。起始時間為1958年，1964年投入應用。20世紀70年代美國陸海空三軍共同努力下，研發了新型的衛星定位系統GPS。通過多年研究實驗，直至1994年使得這項系統，獲得全球性的覆蓋，24顆GPS衛星星座覆蓋率達到98%[2]。

1.2 GPS的構成

GPS通過空間衛星星座、地面監控站、用戶設備幾方面所構成，現針對這三方面實行具體的分析。

（1）GPS地面監控站的功能。地面監控站，主要通過一個主控站和三個注入站、五個監測站共同構成。主要的功能為數據的觀察和檢測，然后將獲得的數據通過導航傳輸于對應的衛星存儲設備。主控站對監控站獲得的觀測數據核算，進而形成軌道參數、鐘差參數，轉換為導航電文后，傳輸至注入站，傳送到對應存儲設備內。

（2）GPS用戶設備的功能。用戶設備基本采取GPS接收機和數據處理軟件、終端設備所構成。主要的功能為：捕獲信號，實行信號交換，并且還可放大、處理信號的釋放情況。GPS接收機具有一定的主導功效，GPS接收設備能捕獲衛星高度截止角，進而選取待測的衛星信號，將信號通過數據相關的處理軟件進行處理，以終端設備將GPS接收設備中心三維坐標合理計算。

（3）GPS定位的主要原理。GPS定位原理，基本結合高速運動衛星將瞬間的部位，視為已知起算的數據，結合測量距離交會的定點原理，明確待測點的具體部位。GPS，將衛星作為基礎無線電導航定位系統，可發揮較多的功能，如陸地和海洋、天空、航天等均能達到較好效果。全天候、全球性及實時性、連續性導航和定位、定時等功能均能發揮最大效應。GPS感應系統，具有精確的特點，感應系統經多部分構成，空間導航星座及地面控制站、GPS用戶定位設備，以及地面通信網等，均為GPS感應系統的主要構成部分。GPS用戶設備核心內容為：GPS接收機，所以GPS用戶設備也可以稱為GPS接收機，構成成分：天線和信號處理設備、接收機、顯示器。數據轉換：傳感器的采集和信號放大，信號將電纜傳輸于地下數據交換部，在將信號于計算機行實時的感應，并針對所有的感應點位移狀況加以嚴格的分析。

2 GPS技術應用于測量技術中的價值

（1）GPS測量技術的設計要點。GPS測量技術，屬于GPS感應系統的重要部分。其會對技術設計應考慮到設計依據和精度要求、基準等內容。GPS測量技術在設計的過程，應結合具體的標準下進行設計。主要需結合地質礦產部所下達的行業標準，如地質測量的規范、全球定位系統城市測量技術要求等。技術設計的階段，應確保其滿足相關的標準，因地制宜設計，并將工程測量要求列入考慮，以此確定測量技術的測量路線。地質找礦最為關鍵的部分為高程、面積的確定，所以設計基準的過程應確定圖紙的設計，按照圖形全面考慮問題。此外，還應適當增設一些輔助點和假設，以明確高程、面積。測量技術精度，應根據測區的具體狀況，選取適宜的GPS網，將其作為測區首級控制網。通常情況下，為E級的GPS網。

（2）GPS測量外業的實施要點。GPS外業實施的主要內容為：合理選擇GPS測量測站點、計劃的觀測。測量點主要會選擇3個，且各個測量點間保持通視，以利于找礦測量工作的安全實行。測量點中，一點范圍不應產生障礙物、干擾信號，因為其會對找礦工作信號采集造成較大影響。而測量點的位置，應保證交通的便捷。GPS測量技術設計的時候，確保理論的設計基礎上，制定具體觀測計劃。計劃的內容應結合GPS衛星，保證能夠見到的預報圖、幾何圖形的強度，合理的選取最適宜的觀測時段，編排作業的調度表。

3 GPS在地質找礦中的應用

20世紀20～80年代中期開始，GPS感應技術逐漸引進于國外，并廣泛使用到我國大陸地區、部分海域地質找礦中。地質找礦的過程，應按照地質測量的具體流程工作。地質測量的類型較多，如地質測量、物化探網點和地質填圖的測量、控制及地形測量等。

（1）地質工程的測量要點。地質工程的測量應實行地形的測繪，主要的目的為礦區提供不同比例尺地形圖，滿足工程需求。針對各工程點，槽探、井探等實行測定。以往測圖的方式主要為：經緯儀、測距儀測圖。可按照以下幾個步驟測圖：①控制網點的布設；②對次級控制網點的控制；③結合加密控制點、圖根對控制點進行測圖。上述的測圖方法和觀念，不能滿足當前測圖的需求。隨著GPS新技術的發展，使其能滿足精度和速度、費用等要求，并且操作簡單，所以被各級控制點坐標測定、地質測量廣泛使用。

（2）GPS網的構建要點。發現新礦區后，因為無具體的大比例地形圖。因此，我們應于礦區建立GPS網，即為勘探網。主要由于其屬于不同地質勘探工程中，主要的控制網。礦區可通過地質技術員制作簡易GPS控制網，以明確起始基線點的坐標。在此之上，實行測設基線的部分，確保地質的順利運行。針對礦區GPS控制網建立來講，其能完成地質工程的測量工作。不但可節省地質的時間，同時能提高經濟方面的效益。

（3）勘探線剖面的測量要點。明確基線點后，于基線點設站、架設設備，作為主要的測量線。將臨近基線點零的位置，以順時針將望遠鏡旋轉90°。將勘探線方向作以施測剖面。其次，應在勘探方向點分別通過GPS對不同地形點進行探勘。然后，結合順時針旋將望遠鏡轉為180°的方向，利用GPS對地形點加以測定，并勘探工程點坐標、高程。完成室外作業后，對室內的資料加以整理，以全部繪制出來礦區的剖面。

（4）GPS在其它地質中的應用。GPS于野外化探掃面（水系沉積測量采樣）中的應用，能夠有效的凸顯其優越性。GPS坐標信息速度較快，大約為每秒一次，主要采取航跡進行監控，從而有效確保采樣位置的精準、安全和牢靠，加強采樣的質量。

4 結語

GPS技術的不斷完善，使得這項技術廣泛應用于地質找礦中。而GPS應用于地質找礦中，GPS技術，具有數據得到速度快、成本低、數據處理及時、操作便捷等特點。所以，可達到省時省力的目的，并能促使找礦工作提升新的層次。GPS測量得基本理論、設備的發展，使得這項測量技術不斷向成熟轉化，并于實用化和自動化的方向發展。