地质勘探中的静态GPS定位应用研究

陈静　秦向红　朱永泰

摘 要：过去矿井地质勘探钻孔定位与复测需要利用测距仪、经纬仪对边角导线进行测量，得到准确的钻孔位置，近年来随着科学技术的发展，静态GPS定位技术成为矿井勘探钻孔及复测工作中一种新方法，凭借其工作强度小、投入人员少、不受地物限制等优势得到了广泛应用，当前矿井地质勘探钻孔测定工作效率已经提升了数倍。基于此，文章从不同角度针对静态GPS定位技术在地质勘探中的应用展开了一系列分析。

关键词：地质勘探；静态GPS定位；应用

GPS技术从开始诞生以后其应用领域便一直在不断扩展，随着近年来科学技术的快速发展以及当前信息化程度的提升，我国地质勘探工作中也開始引入了GPS定位技术，很大程度的提升了测绘工作的准确性，同时地质勘探工程的效率也得到了明显提升，特别是在地质勘探钻孔定位中，引入静态GPS以后，勘探测绘开始进入到一个全新的领域，下面我们就地质勘探中静态GPS定位的应用展开进一步分析。

1 静态GPS在地质勘探钻孔定位中应用的背景

从静态GPS出现一直到应用只用了二十几年的时间，进一步普及用了十几年的时间，虽然时间非常短，但是却发挥出了非常大的潜力，全球定位系统是由美国研制的一种人造卫星定位系统，主要由地面监控站、GPS系统及用户接收机所组成，大量实践经验证明，GPS系统在工作中具有作业时间短、精度高、全天候作业等一系列优点[ 1 ]。当前GPS已经在三维控制网、地形测量、道路测量等多领域中得到了广泛应用。静态GPS在勘探钻孔定位中也具有明显的优越性，凭借其自身独特的功能解决了很多测量工作中的难题，其灵活性非常强，不会受到地物、地形等方面因素的限制。

2 静态GPS定位对矿山地质勘探的意义

在矿山勘探工作中，定位是非常重要的一环，不管是布置钻孔还是构造位置的确定，都需要进行精确的定位。布置钻孔要求做到最短的距离、时间以及地质效果。不管是地表还是地下，因为受到地貌条件、地形条件的影响都会体现出勘探定位工作量大、测试点多等问题。利用静态GPS定位系统针对矿山进行勘测，可以使采区范围得到优化[ 2 ]，与传统技术相比显得更加快速、简单，还能节省人力和时间，减少工程施工过程中的盲目性，以获得有关地质情况的所有信息，其中包括非常详细的矿体地质资料。在开采过程中，地应力会在矿层中不断汇聚到一起，在同一应力场中很多应力可能并不均衡，不规范的采掘活动会使原来的应力平衡受到破坏，进而使参与应力突然间释放出来，这种情况下很容易会出现冒顶、坍塌等相关问题，为采掘工作带来巨大的安全威胁，而利用静态GPS定位技术中的三维地震勘探技术，可以对小构造的发育情况进行勘探，针对地质情况进行提前预测，可以有效减少突发事故的出现，大大提升了矿井勘探工作的有效性及安全性。

3 静态GPS在矿井地质勘探钻孔定位中的应用

静态GPS技术由初始化时间决定测量速度，而初始化时间又由接收机性能及接受卫星数量及质量决定，尽量在最短时间以内展开测量工作，通常情况下初始化的时间为20s～2min，因此，在矿井地质勘探过程中，静态GPS技术的测量速度是非常高的。

3.1 作业效率高

利用静态GPS技术展开复测时，需要将矿山工作网络和矿区三角控制网相连接，其平均工作半径大约为4km，同时静态GPS工作半径为20km，最长边长约为10km[ 3 ]，静态GPS工作半径在处理数据时对精确性和速度的要求得到了充分的满足。在实际工作中会用到3台套仪器，每站设置1人进行仪器的操作和搬运工作，每站工作会超过40rain，基本上可以得到该站的三维值，作业效率非常高。

3.2 定位精度较高

在矿区工作中静态GPS技术的应用范围非常广，例如工程测量、地形测量等工作中都可以用到静态GPS技术。静态GPS定位技术应用以后，可以有效避免因为工作范围不足而造成的数据误差，大量工程实践证明，其工作范围可以达到2～5km，在规程要求的时间内工作，利用静态GPS技术得到的平面高程精度通常在5mm内，且没有误差积累的现象存在，很明显，利用GPS观测的精度要远远高于一般测量手段。此外，GPS基线向量相对精度在0.00001～0.000000001的范围内，这充分体现出了GPS在技术上的优越性，这是一般测量技术不能达到的。

3.3 全天候作业

静态GPS技术在工作过程中存在的受限因素非常少，通常情况下只要满足空间通视、电磁波通视的要求即可，不会受到云层、光线等因素的影响，也不会考虑光学通归的影响，所以在多云天气或者夜晚也是可以正常工作的，不仅可以有效提升工作效率，同时和传统测量技术相比，静态GPS技术还存在很多不能比拟的优势，全天候作业也可以得到顺利实现。

3.4 选点灵活、造价低

利用静态GPS技术进行测量，不需要满足测站之间通视的要求，可选工作点的空间更大，具有灵活多变的特点，同时也不需要造标，节省了大量的资金投资，布网的费用也得到了有效降低，虽然应用了最先进的技术，但是并不需要花费过多的费用。

3.5 内业解算

利用静态GPS技术进行内业解算，通常情况下需要按照解算程序将4～6rain解算作为一组，其方法非常简单，同时数据也非常准确、清晰。

4 结语

综上所述，在矿井地质勘探钻孔定位及复测工作中应用静态GPS技术，可以使工作效率提升几倍。值得一提的是，在一些大面积勘探区，最好可以在勘探区中建设多个点（GPS），以满足勘探区对控制精度的需要。总之，这种静态GPS定位技术非常先进，其操作方法也比较简单，具有速度快、精度高等一系列特点，可以充分满足当前我国矿井地质勘探钻孔定位及复测工作的实际需求，值得进行广泛的推广和应用。

参考文献：

[1] 陈波.浅谈GPS静态相对定位与RTK定位在煤田勘探中的应用[J].四川地质学报，2011（2）：239-241.

[2] 狄广礼，刘剑英. 基于GPS-RTK技术在地质勘探工程测量中的应用研究[J]. 科技资讯，2015（5）：51-52.

[3] 屈国林，代庆礼，梁德玉.GPS全站仪在矿区地质勘探工程测量中的控制应用分析[J].电子测试，2013（8）：114-115.