探讨GPS高程测量在地质勘探工程测量中的应用

宋伟

（新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院新疆昌吉831100）

探讨GPS高程测量在地质勘探工程测量中的应用

宋伟

（新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院新疆昌吉831100）

本篇文章主要详细介绍了高精度要求在地质勘探的过程中的重要性，扼要地讲解GPS在高程测量所采用的方法，重点分析了可以达到精度的指标，对后来的高层测量所采取的手段和方法有重要的借鉴意义。

GPS高程测量精度借鉴

地质工程的测量时工程测量一个分支，具有特殊性和普遍性，帮助工程施工做了铺垫工作，能够布置测量工程的施工图、测量工程的点位、控制施工的区域等等工作。比较适合在地形条件复杂、通讯较为困难、经济比价落后、交通比较闭塞的地区，这些地区GPS的高程测量优势比较明显。

1　地质的勘探在工程测量中对精度要求

1.1控制点精度的要求

在《地质矿产勘查测量规范》中规定控制点的高程误差要小于0.0.5倍的等高距，如果使用的是0.5的等高距时候，不能大于0.1倍的等高距。这本书规定一级点高程的精度是±0.02m、二级精度是±0.30 m。

1.2工程点精度的要求

《地质矿产勘查测量规范》中规定的地质点、井口的取样、坑口、探井、探槽、剖面的控制点、转孔的精度指标，如表1所示。

表1　表示工程点精度的指标表

《地质调查GPS测量规程》中规定：要先调查各个类别的物理点和地质点（其中包括供电点、地震的炮点、放射场地、地热和电磁场、直流和交流电的场、地震、磁力、重力等场所）、重要物质地点、独立的剖面端点、工区的边界、异常的标志点、转孔、水文点、物性的采样点、化探的采样点等等这些位置定位点的GPS精度指标如表2所示。

表2　GPS测点的定位测量精度指标表

2　 GPS在地质勘探工程测量中的使用方法

GPS的测量有三维定位、远距离、高精度、快速、实时这些优点，最近几年再各个行业的应用都很广泛，而且是我国测量技术行业一个破时代的技术。可是此种测量技术需要使用的坐标是WGS84这种坐标，此种坐标是三维的地心坐标，可是在实际生产过程中使用的坐标是独立坐标、GDZ80和BJZ54坐标系统与正常的高（假定的高程系统、国家在1985年制定的高程标准、1956年的黄海高程的坐标系统）。转换的区域和精度决定了平面坐标的精度，在理论上讲师很简单的，实际上操作也比较简单；可WGS84的大地高与正常高间高程的异常具有不确定因素，不容易使用统一固定的模型树去表达，这样就造成了转换较为困难，

上述体现了如何把GPS的测量优势更好地应用在勘探中。大家都很熟悉，正常高要想精确地被大地高转化，重点是要确定高程的异常，可是高程的异常数值和岩石的密度、地球的引力息息相关，这就是导致高程的异常值有区域性和范围性的特点，同样也具有不确定性和偶然性。一般情况下认为高程变化在平坦的地区较为平缓，在高山区域变化很明显，有许多参考文献都有准确的记载，得到了应印证。

GPS测定大地高转换为正常高的方法有三种一是直接利用各省似大地水准面精化的成果，利润山西省的似大地的水准面的精度达到±0.043 m；第二是使用国家的似大地水准面精化成果的精度是CQG200达到±0.3～±0.6 m；第三是利用的等级高程控制点联测后拟合，把测区小于100 km2平坦的地区宜用的平面拟合法，所制定的精度高于3～4 cm，把那些测区较大面积的山区适合采用的是第二次的曲面和高次的曲面拟合，其精度高于3cm.

3　 GPS测量高程的精度分析

GPS测量大地高的精度一般为公分级，高于±0.05 m。利用省似大地水准面拟合后控制点高程精度为：

利用的省似大地的水准面的拟合后的控制点的高程精度表示为：

利用国家的似大地的准面的拟合后的控制点的精度表示为:

4　结论和建议

可以依据以上分析得出，采用的省级似大地水准面拟合高程，可以满足《地质矿产勘查测量规范》中规定的1∶10 000、1∶5 000、1∶2 000比例尺控制的网精度和工程点的精度要求；能符合《地质调查GPS测量规程》中要求的各级测点和控制网的精度。采用国家似大地水准面CQG2000可以满足《地质矿产勘查测量规范》1∶10 000控制网精度，与1∶10 000、1∶5 000比例尺中的工程点精度；可以满足《地质调查GPS测量规程》规定的Ⅱ级测点精度。

总之，在满足条件的前提下要使用省级的似大水的准面的精化技术，但是成果存在一般情况下不容易收集的难题；国家级的大地水准面的CQG2000精度要求相对较低，可是成果在收集上比较简单，因此在使用的过成当中要有所选择，因地选择，认清使用的前提，所以，选择适合方法在设计中要认真考虑。

P228.4[文献码]B

1000-405X（2015）-7-234-1