基于地質(zhì)工程勘查的GPS精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)研究

康雙雙，汪友才

（長江三峽勘測(cè)研究院有限公司（武漢），湖北 武漢 430074）

實(shí)際開展地質(zhì)勘察工作時(shí)，此工作具有十分高的專業(yè)性，而且這種工作的本身，具有著一定的復(fù)雜性。所以，想要地質(zhì)勘察的效率及質(zhì)量進(jìn)行提高，必須要科學(xué)合理的利用各種勘察測(cè)繪技術(shù)手段。然后再通過GPS技術(shù)的應(yīng)用，借助這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將地質(zhì)勘察的水平充分發(fā)揮出來。但是如果想更加充分的將此技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，那么需要在應(yīng)用此技術(shù)的基礎(chǔ)上，將GPS技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)加大重視，以此讓此技術(shù)在地質(zhì)勘察工作中更好的運(yùn)用[1]。

1 GPS技術(shù)的原理及應(yīng)用意義

1.1 應(yīng)用原理

針對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用原理來說，其主要是指測(cè)定一些處于特定位置的衛(wèi)星到接收機(jī)之間的距離。同時(shí)對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，并在此情況下將其在星歷之中找尋出來。對(duì)于GPS技術(shù)的應(yīng)用來說，此技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有很多，不但可以有效的將全天候的運(yùn)作進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，同時(shí)其傳播速度十分快，而且準(zhǔn)確性也十分高。在地質(zhì)觀察工作中，將GPS技術(shù)應(yīng)用其中，不但可以將各個(gè)方面的影響因素減少，而且還可以在最大程度上將誤差減小。

1.2 應(yīng)用此技術(shù)的重要意義

在整個(gè)地質(zhì)勘察工作中，將GPS技術(shù)應(yīng)用其中具有著十分重要的意義。首先，作業(yè)流程可以在一定程度上進(jìn)行改變，讓工作效率得以提高。此工作直接會(huì)影響到工程項(xiàng)目的順利竣工，所以相關(guān)數(shù)據(jù)需要使用GPS技術(shù)進(jìn)行采集，這樣做不但可以簡化復(fù)雜的技術(shù)操作流程，同時(shí)也要使地質(zhì)勘察工作的進(jìn)度有效提升。另外在實(shí)際開展工作時(shí)，地形問題經(jīng)常遇到，導(dǎo)致很多工作沒有辦法順利展開，但是利用GPS技術(shù)就可以將此問題有效解決。

其次，工作人員在野外的工作量可以得到極大的減少。對(duì)于地質(zhì)工程勘察來說，此工作需要工作人員長期處于野外進(jìn)行作業(yè)，但是我們國家國土遼闊，每個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件有著很大區(qū)別，這樣的情況導(dǎo)致工作人員在實(shí)際展開工作時(shí)，增加了很多難度。另外，地質(zhì)勘察工作其本身就具有一定難度，整個(gè)工作過程中，需要考慮很多因素，同時(shí)還需要應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，這樣才可以獲得更好的工作成果。對(duì)于GPS技術(shù)來說，是一種十分先進(jìn)的技術(shù)，在地質(zhì)勘察中應(yīng)用此技術(shù)，可以將很多工程程序簡化，讓工作人員在野外作業(yè)的時(shí)間得以減少，極大的促進(jìn)著我國勘察測(cè)繪工作的技術(shù)水平。

最后，勘察測(cè)繪工作的現(xiàn)代化進(jìn)程可以有效加快。和其他發(fā)達(dá)國家相比，我國的地質(zhì)勘察工作起步比較晚，無論在設(shè)備的配備還是工作的展開方式，之間具有的差異顯著。但是經(jīng)過不斷的發(fā)展，此技術(shù)在我國的應(yīng)用逐漸廣泛，有效的促進(jìn)著我國地質(zhì)勘察測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。

2 勘察測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量方法

2.1 采集外業(yè)數(shù)據(jù)

實(shí)際對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，其最為重要的是準(zhǔn)確的應(yīng)用和操作現(xiàn)有的儀器，尤其對(duì)儀器的操作必須做到位，技術(shù)的應(yīng)用要做到適宜。比如在設(shè)置儀器棱鏡的高度時(shí)，并不能將其設(shè)置過高，同時(shí)也不能過低。需要使用科學(xué)的技術(shù)手段進(jìn)行相應(yīng)的管理，避免導(dǎo)致計(jì)算出現(xiàn)誤差[2]。尤其在電壓不穩(wěn)定的情況下，儀器的電壓必須保證穩(wěn)定，如果數(shù)據(jù)測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)異常，則需要對(duì)儀器中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)定，同時(shí)對(duì)其管理進(jìn)行加強(qiáng)，避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)失真的情況。

2.2 處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)

采集相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，最為基礎(chǔ)的操作是內(nèi)部數(shù)據(jù)的處理，實(shí)際收集到的數(shù)據(jù)必須保證其準(zhǔn)確性，將其中誤差下降到最小。實(shí)際處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，所采用的方法必須正確，同時(shí)在此基礎(chǔ)上根據(jù)數(shù)據(jù)的計(jì)算，將數(shù)據(jù)的具體增量準(zhǔn)確得出，然后再進(jìn)行下一步操作，數(shù)據(jù)按照距離來進(jìn)行分配，以此讓數(shù)據(jù)的精確計(jì)算得以實(shí)現(xiàn)。

2.3 地理位置和GPS攝影技術(shù)結(jié)合勘察測(cè)量

實(shí)際勘察測(cè)繪地質(zhì)工程時(shí)，可以將地理位置與GPS攝影技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)多采用一些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和整理，使數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得以保證。實(shí)際進(jìn)行測(cè)量時(shí)，因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)地形的不同，所以實(shí)際測(cè)量數(shù)量存在一定差異[3]。因此，針對(duì)此情況需要使用數(shù)據(jù)和攝影技術(shù)對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析與計(jì)算，以此將數(shù)據(jù)測(cè)量的誤差進(jìn)行減少，并將當(dāng)前應(yīng)用的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算出，并為之后的技術(shù)操作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 合理構(gòu)建GPS控制網(wǎng)

針對(duì)布網(wǎng)原則來說，主要是在實(shí)際的地質(zhì)勘察工作中，將全球定位系統(tǒng)技術(shù)合理的應(yīng)用其中，對(duì)區(qū)域進(jìn)一步控制，同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)制圖和地質(zhì)調(diào)查，將控制勘察區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)合理的建立起來，并對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格管理，以此讓工程的勘察更加方便，還可以將工作精度和工作效率進(jìn)行提高。

控制網(wǎng)的精度具有一定要求，實(shí)際構(gòu)建全球定位系統(tǒng)時(shí)，要按照相關(guān)需求，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建有效控制。對(duì)于控制網(wǎng)絡(luò)來說，需要滿足系統(tǒng)測(cè)量指標(biāo)的相關(guān)構(gòu)建要求。

4 在地質(zhì)工程勘察中GPS技術(shù)的應(yīng)用

4.1 野外施測(cè)中選點(diǎn)中的應(yīng)用

對(duì)于工程施工來說，受到質(zhì)工程勘察工作的嚴(yán)重影響，只有對(duì)精確度進(jìn)行保證，才可以讓工程施工的展開得到保證。

地質(zhì)工程勘察在此情況下，其具有的專業(yè)性顯得十分重要。實(shí)際對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察測(cè)繪時(shí)，相關(guān)勘察人員需要將多方面因素考慮其中，主要是因?yàn)榈刭|(zhì)勘察的精確度會(huì)受到這些因素的嚴(yán)重影響。另外地質(zhì)勘察工作本身具有一定難度，也十分復(fù)雜，特別在野外進(jìn)行選點(diǎn)時(shí)十分重要，所以想要將各種失誤避免，則必須選擇出一個(gè)最好的位置。

在野外選點(diǎn)時(shí)，將GPS技術(shù)應(yīng)用其中，不但可以將環(huán)境因素產(chǎn)生的影響進(jìn)行降低，同時(shí)一定程度上還可以有效的減少電磁干擾效應(yīng)[3]。比如，相關(guān)工作人員在對(duì)一處新區(qū)域進(jìn)行勘察時(shí)，如果沒有相應(yīng)的比例尺地形圖，那么在此情況下應(yīng)該選擇出比較合適的位置將勘探區(qū)控制網(wǎng)建立起來，然后利用分級(jí)布設(shè)的形式，按照實(shí)際需求進(jìn)行相應(yīng)的布設(shè)，以此將一個(gè)和時(shí)間相互結(jié)合的全網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建起來，這樣在一定程度上可以讓邊緣誤差的積累得到有效減少。另外，還可以按照實(shí)際情況，將D級(jí)的GPS網(wǎng)當(dāng)做首級(jí)控制網(wǎng)，這樣可以將GPS測(cè)量規(guī)范進(jìn)行有效滿足[4]。

4.2 數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)處理在整個(gè)地質(zhì)勘察工作中，是最為重要的環(huán)節(jié)之一。而在數(shù)據(jù)處理方面，GPS技術(shù)具有著很大優(yōu)勢(shì)。此技術(shù)不但可以對(duì)海量的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)還具有著很多種處理方式，最為重要的一點(diǎn)，是此技術(shù)可以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。站在處理流程的角度上進(jìn)行分析，此技術(shù)實(shí)際處理精密數(shù)據(jù)時(shí)，主要可以分為兩個(gè)階段。第一階段則為GPS基線的向量解算，而第二個(gè)階段則是基線的向量網(wǎng)平差計(jì)算。通常情況下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，其最為基本的操作首先是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和傳輸，最后一步則是進(jìn)入到具體的基線解算等流程數(shù)據(jù)的傳輸，主要是應(yīng)用特定的傳輸電纜，將計(jì)算機(jī)和接收機(jī)連接起來，并使用相應(yīng)的處理軟件把各種下載完成的信息傳送到計(jì)算機(jī)中。整個(gè)過程中，涉及到很多數(shù)據(jù)分流等方面的問題。對(duì)于數(shù)據(jù)分流來說，實(shí)際上是指數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時(shí)，各種數(shù)據(jù)可以被系統(tǒng)自行分流，以此在相應(yīng)的文件中分類實(shí)際觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，同時(shí)在此基礎(chǔ)上使用解碼技術(shù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類，這樣做不但可以將一些冗余的數(shù)據(jù)剔除，同時(shí)也可以將一些無效的觀測(cè)數(shù)據(jù)剔除。通常來講，對(duì)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，一般需要根據(jù)相應(yīng)流程進(jìn)行有效展開，不但需要對(duì)GPS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)檢查與調(diào)整，而且還需要經(jīng)過數(shù)據(jù)文件檢測(cè)和分選以及維修等步驟。當(dāng)數(shù)據(jù)的預(yù)處理結(jié)束后，可以在此基礎(chǔ)上讓基線向量的解算等流程繼續(xù)進(jìn)行，以此得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。此外，針對(duì)工作人員來說，還需要按照網(wǎng)絡(luò)調(diào)整計(jì)算，只有這樣地面網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)才可以有效轉(zhuǎn)換，并將相關(guān)圖形真正的繪制出來。

5 結(jié)束語

隨著我國科技水平不斷發(fā)展進(jìn)步，地質(zhì)工程實(shí)際進(jìn)行勘察等工作時(shí)，也相應(yīng)的提出了更高的要求。在地質(zhì)工程勘察工作中，將GPS合理的應(yīng)用其中，不但可以將勘察和測(cè)量的精準(zhǔn)度提高，使相關(guān)要求得到滿足，而且還可以進(jìn)行有效的網(wǎng)絡(luò)布局，讓工程地質(zhì)勘察的工作需求得以滿足，一定程度上提高了整個(gè)地質(zhì)工程勘察工作的效率。因此，廣泛的應(yīng)用GPS技術(shù)，對(duì)我國的地質(zhì)工程勘察工作來說，可以得到更進(jìn)一步推動(dòng)。