GPS技術和GPS-RTK技術在水工環工作中的應用

孫耀東

摘 要：水工環地質勘查工作的開展，有助于了解地下水的起源、形成過程及分布規律，并在地礦開采中發揮重要作用。GPS技術和GPS-RTK技術在水工環工作中的應用得到了廣泛認可。為提高水工環工作質量，需分析GPS技術和GPS-RTK技術在水工環工作應用中的原理和優勢。

關鍵詞：水工環;地質勘查;GPS技術

中圖分類號：P228.4;P624 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）02-0070-02

Application of GPS Technology in Hydraulic Environment Work

Abstract： The development of hydro-environmental geological exploration helps to understand the origin， formation and distribution of groundwater， and plays an important role in the mining of mines. The application of advanced GPS technology in hydraulic ring work has been widely recognized. In order to improve the working quality of hydraulic ring， it is necessary to analyze the principle and advantages of GPS technology in the working application of hydraulic ring and strengthen its practical application.

Keywords： hydraulic environment;geological exploration;GPS technology.

水工環是指水文地質、工程地質、環境地質，是地質勘查領域的基礎性工作，長遠目標是實現人與自然協調發展。不僅要確保滿足社會需要，承擔公益性地質工作，還要拓寬服務范圍，承擔社會市場項目，以保障地勘經濟的發展。地礦物勘查中，加強水工環工作的落實和改進，有利于為礦山建設提供必需的地質資料，達到提高效益的目的。因此，本文重點分析GPS技術和GPS-RTK技術在水工環工作中的應用。

1 GPS技術和GPS-RTK技術在水工環工作中的應用原理

1.1 GPS技術應用原理

GPS即全球定位系統，是借助測量載波相位收集測量數據，通過導航定位系統實施動態定位的一種技術，可顯著提高地質勘查測量精度[1]。GPS技術的應用原理：利用一定數量的衛星準確定位地面具體位置，地面基站內設置性能良好的GPS接收器，基于連續觀測轉換、傳輸信號;當地面接收器接收傳輸信號后，將其轉化為無線信號，核算基準站的基線向量，獲取準確坐標。GPS技術在環境保護、水文地質及地質采礦等領域應用廣泛。水工環地質勘查中，GPS技術可定位監測地區的污染、地質隱患和災害等，便于及時處理。

1.2 GPS-RTK技術的應用原理

GPS-RTK技術是指在野外實時獲得厘米級定位精度的一種測量技術，引入了載波相位動態實時差分方法，便于工程放樣、控制測量及地形測圖等，提高了野外作業效率。GPS-RTK技術的應用原理：將一臺信號接收裝置放在基準站上，同時將一臺或多臺接收裝置放在流動站上，基準站和流動站的裝置接收一臺衛星的信號;對比基準站所獲信息和已知信息，得到差分改正值;利用無線數據傳輸將該值傳送到流動站，獲得較準確的流動站位置信息。由于流動站有靜止和運動兩種狀態，GPS-RTK技術的應用將更加方便、靈活。現階段，GPS-RTK技術多應用于檢測環境污染、防治環境污染及調查水文地質災害等，是水工環地質勘查的重要檢測手段。

2 GPS技術和GPS-RTK技術在水工環工作中的應用優勢

水工環工作中，GPS技術的應用越來越廣泛，尤其是GPS-RTK技術。GPS技術不僅保障外業測量工作的及時到位，而且減少外業勘查工作量，從而有效縮短地質勘查時間和工期，提高水工環地質勘查的效率和質量。GPS-RTK技術在水工環工作中的應用優勢如下。

第一，定位準確。只要水工環工作條件完全滿足GPS-RTK技術的基本應用要求，其定位偏差較小。在水工環工作的范圍內（一般是5km），GPS-RTK技術的高程和平面精度均可達到厘米級。

第二，作業效率高。常見水工環工作地勢、地形中，GPS-RTK技術可在半徑5km范圍完成測量工作，減少了控制點的數量，且各個放樣點僅需停留1.2s，一人操作即可完成任務。

第三，全天候、自動化作業。GPS-RTK技術要求在兩個放樣點之間實現光學通視，并達到電磁波和對空通視要求，阻礙因素更少，可實現全天候作業[2]。同時，GPS-RTK技術提高了水工環地質勘查作業的集成化程度，勝任多種外業測量工作。只要流動站內具有高效手持操作手簿，GPS-RTK技術基于內設專業軟件就能實現自動測量，減少人為操作誤差，提高了水工環地質勘查工作的準確度和精度。

3 GPS技術和GPS-RTK技術在水工環工作中的實際應用

GPS技術和GPS-RTK技術屬于新興技術，在水文地質、環境污染等勘查領域得到了廣泛應用。

對水文地質勘查，GPS技術的實際應用方式為：確定勘查區域，在區域內通過雷達相圖分析底層具體情況。雷達相圖是利用雷達在特定區域實現圖像特征發射形成的平均總和，這一系列總和可利用肉眼在雷達剖面資料圖上看到。雷達相圖的反射波組合形式存在差異。相關雷達顯示資料中，通過響應可使雷達產生一些特點，從而影響地質體結構。雷達響應效應的各種元素共同構成雷達相圖。自20世紀90年代，西方發達國家開始基于GPS實施試驗點測量。根據試驗點測量結果，分析不同區域水質成像，描述不同區域水質特點等。目前，我國廣泛應用GPS技術實行水工環地質勘查，分析各區域的水文地質成像，描述水文地質特征，并定位水文地質層序位置。

環境地質勘查，是GPS-RTK技術在水工環工作中的應用重點。目前，國內生態環境的實際情況不容樂觀。為有效保護環境質量，需重視勘查環境的地質情況，以避免影響生態系統的平衡性和穩定性。地質環境污染勘查中，應用GPS-RTK技術可獲取精準數據，及時傳輸至環境管理部門，從而方便工程人員分析數據、開展研究、找到污染原因，并制定解決措施[3]。為保障地質環境污染勘查工作的順利完成，建議把握如下事項：使用集裝箱進行GPS-RTK技術試驗;如果試驗結果表明相鄰區域沒有污染趨勢，需應用GPS-RTK技術觀察潛水面懸浮的污染顆粒物;如果發現污染物處于飽和狀態，將不能有效探測潛水面，但可獲得準確的水工環地質信息和數據。

例如，硝化纖維廠建立在石灰巖區域，因泄露污水引發地質環境污染問題，主要污染源為硝化纖維。為測量地表水、潛水面及巖溶等結構中的硝化纖維，需在井下布設雷達鉆孔，包括15個30m鉆孔和6個50m鉆孔，然后通過常規資料的收集和處理，將HK疊加法作為GPS-RTK技術的應用基準，成功繪制相應的三維數據圖。這種GPS-RTK技術應用方式以重建圖像為核心，控制探測深度為10m，通過開挖硝化纖維污染點，解決地質環境污染問題。該實際案例充分表明，GPS-RTK技術應用于水工環地質勘查，達到了良好的探測效果。

4 結語

水工環工作已成為地質勘查的重點內容，應給予高度重視。分析GPS技術和GPS-RTK技術的應用原理和優勢，并應用于環境勘查、水文地質勘查等領域，提高了水工環工作的技術水平，提供了更準確的資料信息，促進了地質勘查的健康、穩定和可持續發展。

參考文獻：

[1]朱玉倩.目前水工環地質勘察中的主要技術及具體應用[J].資源信息與工程，2018（2）：54-55.

[2]張立軍，李曉超.水工環工作中的問題及技術方法的應用分析[J].中國房地產業，2017（32）：164.

[3]韓豐陽.基于礦產勘查服務理念下提高水工環技術水平的方法探究[J].科技創新導報，2017（36）：33-34.