GPS在地質勘探中的應用

申俊偉，季 峰

（江蘇綠巖生態技術股份有限公司，江蘇 蘇州 215600）

對于中國的科學研究以及工程建設而言，地質勘探測量工作往往是必不可少的。無論是道路工程的建設還是地質采礦，都是需要準確地調查地質條件的，以確保工程項目的順利進行。然而在地質勘探的過程中，往往所選定的區域面積都是巨大的，若是簡單的依靠人力，所耗費的人力物力資源無疑是龐大的[1]。但若是采取了GPS全球定位系統則能夠解決這一問題。本文主要通過研究GPS全球衛星定位系統在地質勘探工程中的應用，以探索其技術的價值。

1 GPS全球衛星定位系統

GPS是全球衛星定位系統，空間，用戶以及地面控制是GPS全球衛星定位系統三個重要組成部分。24顆GPS工作衛星所組成的空間部分，依賴于太空中這些GPS工作衛星共同組成的GPS衛星，都在各自發揮著不同的作用。21顆衛星專門用于導航，3顆備用衛星則處于活動狀態，每顆衛星均在不間斷地向地球播發調制在兩個頻段上的衛星信號。

2 GPS全球衛星定位系統的工作特點

①全天候作業。GPS全球衛星定位系統的觀測工作不受地點，時間以及天氣的任何限制，現如今投入使用的GPS衛星定位儀都配備防水裝置。②操作簡便。GPS測量系統的自動化程度很高。觀測中，測量員的主要任務通常是切換儀器、測量儀器高度并監測儀器的工作狀態。③測量時間短。由于快速靜態、實時動態等定位技術的出現，使得測量時間在極大程度上被縮短，如今若是要測量一個點，時間甚至可以縮短為以秒為單位！④觀測站之間無需通視。GPS無需建造視標，因為工作站之間可以相互查看。這在最大程度上減少測量工作的經費和時間，達到效率最大化！⑤定位精度高。根據目前已完成的大量GPS測量數據，可以看出GPS衛星定位系統可以實現極高的精準度，有效避免在手動測量誤差，實現高精度定位！⑥提供三維坐標。GPS全球衛星定位技術測量的這一特點不但可以在航空地球物理勘探、航空攝影測量及精確導航中發揮作用，還可以提供重要精準的高程數據。

3 GPS全球衛星定位系技術在地質勘探中發揮的作用

（1）工程點的布設。利用GPS全球衛星定位技術同樣可改進傳統的工程點的測量方法，減少現場工作時間，為了能夠清楚了解被調查的選定工程場地區域的情況，同時還要達到工作效率最優化的目標。其工程測量技術主要分為三個步驟：首先，有必要在地質勘測工程中指定區域內確立好一級控制網的基礎，準確定位礦區項目工程場地的地理分布；其次，將設計工程點坐標輸入到GPS機上；然后，利用GPS的收集功能把工程點布設到實地。GPS的靜態測量、后差分測量都無此功能，無法布設工程點。但是若是使用了GPS全球衛星定位技術就能夠在選定的調查工程區域內，實現高精準度的布局。

（2）手持GPS定位。GPS接收器是應用于絕對定位操作，該定位模式的特征在于簡單便捷的操作方式，并且可以獨立操作，在目前的工程測量建設中，一個地質勘探工作人員基本都會配備一臺用于野外工作手持GPS接收器是需要設置坐標參數的，其軟件設置采取的是五參數法。因此，用戶必須根據獲得的提示計算五個參數（DX、DY、DZ、DA、DF），這樣就可在儀器上進行坐標的轉換將所測量的數據轉化為工作人員所需要的坐標系數。以上參數設置校正之后，手持GPS定位平面精準度可以達到2m～5m，這可以滿足地質勘探工作中地質填圖、工程點定位（初始測量）的測量需求。然而在手持GPS接收器在植被覆蓋率較高的區域進行測量時，精準度會降低而且會不穩定的情況。在這種環境下測量時，測量時間應該延長至5分鐘～10分鐘，等待其顯示精度為10米時（無障礙環境遮擋的情況下能達到4米）再記錄測量數據。

（3）地質礦產勘探分析。在此處要對地質礦產勘探進行一個詳細的分析。因為在目前我們國家對于地質礦產勘探的過程當中往往會許需要更多的先進的技術來提高地質礦產勘探的一個水平。在進行地質勘探的過程當中，尤其是在礦區內進行活動，由于往往會伴隨著巖漿的產生在進行礦區勘探的過程當中很容易會受到巖漿的影響。這樣的話就會導致礦區內很多的物質發生反應，巖漿在上升的過程當中，它的溫壓會有所下降，從而導致形成很多的成礦物質。其次，在進行勘查的過程當中應當注意一般在制定了地質找礦計劃過程當中，都會對數據進行一個全面的調查。在進行調查的過程當中，應當結合礦區具體的情況進行一個綜合的分析。這樣的話既能夠根據以往的經驗進行對比也能夠根據具體實際的情況進行一個總結。在進行具體工作的過程當中，一定要根據實際情況進行反復的調查來提高地質礦產勘探的一個水平和質量。

（4）動態GPS測量。動態GPS測量是需要至少2臺接收器來同時進行工作的，其中一臺被指定為基準站，其余接收器則作為移動站使用。基站可以設置在已知點上，或者可以另外選擇附加站，基站在設置成功以后，工程測量人員可以通過移動站和基站在至少3個已知控制點去收集所需的信號，并根據得來的信號信息來進行軟件分析，通過軟件計算來解算其“水平殘差”、“垂直殘差”等指標，待指標符合要求后，保存轉換參數和文件，待下次如需使用這些數據時就不需要重新匯總到已知控制點上的信號信息，直接改動一起的高度設置，就可以進行測量。加強對成礦區的研究、勘探工作。在地質找礦地質勘探工作中，需對勘探區域的地質結構、成礦地質背景、礦藏分布規律等進行深入分析研究，準確掌握各項信息技術，方能有效提升找礦工作效率。結合以往工作經驗發現，受環境、技術等諸多因素影響，在地質勘探以及礦產開采過程中潛藏著多種危險因素，為確保人員、設備以及礦產資源安全，在進行地質找礦地質勘探作業時，就需對礦產所在區域以及周邊區域的地質特征，地下水運動情況以及地質構造演變情況做深入分析，從各個方面搜查、掌握成礦區相關信息后，再科學制定地質勘探與地質找礦工作規劃，不僅可以有效提高找礦工作效率，也能確保找礦工作的安全性。工作人員需采取科學正確的方法，勘探礦區范圍內的原始地形，分析巖土層，含礦巖石的特性、分布規律、形成原因、深度、變化規律，并根據巖土的特性以及變化規律判定此礦區內地質的均勻性與穩定性。

4 結語

今天，隨著科學研究和衛星技術的飛速發展，GPS全球衛星定位技術給測繪工作帶來了革命性的變化。它不但能夠改良傳統的測量方法，還具有測量人員少、速度快、精準度高的特點，并且還能夠大大提高工作的效率及測量成果的質量，同時還提高了定位的精度，真正實現了定位簡單化，精準化！如今，GPS全球衛星定位技術在地質勘探工程中具有很大的發展前景。在地質勘探和測量工作中，GPS測量技術可以根據不同的精度要求靈活使用，這可以有效地在最大程度上節約時間，大大地提高工作效率，減輕工作人員的工作負擔，更好地服務于地質勘探工作。