GPS在地质勘探工程测量中的应用分析

张玉柱

亳州市岩土勘测设计院有限公司 安徽 亳州 236000

1 GPS技术基础概念简析

GPS技术属于一种全球定位方案，其在社会各界的多个行业领域均有所应用，主要由美国提供技术支持与研发。在正常应用状态下，GPS能够实现连续性全天候定位支持服务，同时也可以为三维导航需求提供重要信息。其应用系统基础结构包括三个部分，即地面操作平台、监控应用平台、卫星服务平台。地面区域平台可以传送与接收服务请求信息，并通过调节相关设定，使服务任务能够得到有效完成，如图1所示。监控应用平台能够与卫星建立连接，并将相关数据输送至地面操作平台，利用计算机设备解析三维应用信息[1]。卫星服务平台主要部署在太空环境内，通过实时接收服务请求与建立连接等方式，为地面主体传送相关信息，以实现定位与其他任务目标。GPS技术在测量阶段，受到环境条件影响的概率较低，同时可以在高效率条件下开展工作，因此逐渐得到了广泛部署与应用。

图1 GPS地面操作平台

2 地质勘探工程测量应用GPS技术优势探究

2.1 能够实现测量站点相互通信

在地质勘探工程开展阶段，对于测量站点之间的相互通信，一直以来属于常见问题之一。通过应用GPS技术，可以使工程测量活动的选点限制得到解放，能够提高部署灵活性，同时也可以提高基础作业效率，对于地质勘探工程而言具有正面影响意义，能够降低基础成本并加快测量周期。

2.2 有利于提高基础定位精确度

相对于传统工程测量应用方式，GPS的定位精确表现更加优秀，同时能够最大限度降低人工误操作概率，从而保障地质勘探结果的可靠性。常规条件下，GPS接收装置主要为双频类型，其基础解析与计算精度能够达到5mm[2]。经典方案所应用的全站仪精确程度与之相同，但在较长的测量距离条件下，可能会出现一定程度的偏差。因此，采用GPS进行地质勘探测量能够有效提高基础定位精度，确保结果可靠性符合理想标准。

2.3 可以缩短测量所需时间

通过将GPS技术应用到地质勘探工程中，能够充分利用其静态高精度条件，完成控制网的布设工作。在基线大于10km的情况下，各个观测点位的基础消耗时间通常处于45~60min内。若基线距离相对较短，则可以应用高效率静态定位测量方式，进一步缩短实际消耗时间。理想情况下，能够把时间消耗控制在10min以内。在5km作业范围条件下，GPS技术能够应用动态化RTK方式，使移动站点能够及时接收差分信号类型，获得目标位置的精确性坐标与高程数据，有利于提高工作效率，如图2所示。因此，地质勘探工程应用GPS技术具有缩短观测时间消耗的重要作用。

图2 GPS RTK设备

2.4 具有提供精确三维坐标功能

GPS技术可以在测量服务条件下，针对观测站点的平面位置状态进行精确分析，同时也可以获得偏差较小的大地高程数据。此类技术方案所提供的定位精确性可以满足地质勘探标准，同时也能够进一步拓展高程精确需求。在应用过程中，需要结合三维坐标信息，对测量点位的高程数据进行分析，确保其详细内容能够得到充分明确，使GPS技术的三维坐标优势在地质勘探工程中得到充分体现。

2.5 操作便捷性强

GPS应用技术方案相对于传统地质勘探测量方案，具有较为显著的简便性、灵活性特征。在当前信息技术逐渐成熟的背景条件下，集成电路的密集性不断提升，使GPS装置的体积也开始显著缩小。通过应用小型GPS设备，可以在程序化条件下快速展开相关操作流程，有效提高地质勘探工程测量灵活性。相关人员只需要将基站点位对中，并完成整平处理，设置完成后即可接收差分信号，获取同一坐标系的三维坐标，具有较为显著的简洁应用优势。

2.6 可实现全天候运行

通常情况下，GPS技术可以在全天候需求下运行。相对于传统方式，其人力需求较低，同时可以通过部署相关设备，实现一定程度的自动化效果。因此，GPS在地质勘探测量过程中，能够实现全天候部署功能，受到时间的影响较小。除此之外，GPS技术受天气影响的概率较低，能够在相关条件下实现良好应用目标。因此，具有较为显著的泛用性优势。

3 GPS地质勘探工程测量主要用途分析

3.1 静态控制功能

在GPS应用至地质勘探工程测量活动的过程中，静态控制属于较为常用的功能之一。常规情况下，若地质勘探活动展开测量流程，同时基础面积较为庞大或控制点位与三角点位存在较远的距离，则应当通过静态控制方式，完成准确测量任务。距离大于20km，即可通过此类方案进行处理。由于地质勘探对于网络的要求通常为D级，因此网图需要至少包括两个固定测量点位，即已知三角垫。同时，相邻的观测用单元需要包含两个或两个以上的重复点位。在实践测量活动中，针对面积过大或距离较远的区域，应当充分利用GPS的静态控制测量功能，使基础成本能够得到降低，并提高工作效率。与常规方案相对比，高精度GPS方案能够在短时间内完成测量任务，如24小时内确定7个控制点位等[3]。因此，需要重视其在静态控制测量方面的用途，确保其能够得到科学部署，实现理想应用目标。

3.2 RTK动态功能

3.2.1 基准线控制点放样。除静态测量外，动态RTK测量也属于GPS在地质勘探工程中的用途之一。在地形条件较为复杂的情况下，由于可能存在大量树木遮挡物或山峰屏障，因此传统方案往往会受到严重限制，无法达到理想测量目标。例如，全站仪或经纬仪需要在移除遮挡物后，才能够保证测量视野的通畅性。同时，其还需要设置大量站点并进行多次观测，以确保结果能够正常应用。在这一环节中，可能会产生一些误差问题，进而导致地质勘探工程测量效果不理想。通过应用GPS动态RTK技术，可以在三角点位与邻近控制点位设置基准站点，并利用关键参数完成解算处理，即可融合移动站点接收的差分信号，实现RTK实时结算处理目标。

3.2.2 工程点测量。在地质勘探活动开展阶段，由于一部分需求限制，团队可能需要针对工程点位展开测设、复测或定测流程。这些流程往往需要技术支持，同时可能会消耗大量人力成本与物力成本，容易导致不良问题出现。通过将GPS技术应用至地质勘探工程点位活动中，能够有效实现处理目标，降低条件限制产生的负面影响。例如，在野外环境条件下，GPS技术不会受到地形条件或远距离影响，能够通过实时解算方式，实现放样或定测效果，同时不存在累计误差。因此，需要重视相关技术方案的应用价值，确保其能够得到科学部署。

3.2.3 碎部测量。在地形复杂性较低的位置，GPS技术的收星效果会得到显著提升，同时基准站点差分信号传输距离也会显著增长。因此，其能够支撑RTK展开实时碎部测量流程。通过在工程测量活动中，展开碎部测量处理，能够有效提高基础工作效率，同时也可以强化实际精度，为后续地质勘探活动提供重要支持。

4 提高地质勘探测量工程GPS应用质量策略研究

4.1 注重测量时机筛选

为确保地质勘探测量工程能够合理应用GPS技术，提高其功能部署质量，应当针对测量时机进行精确管控。通常情况下，GPS精度表现与实际操作周期选择存在密切联系。因此，工程团队需要定期收集气象条件数据，并与项目人员进行技术沟通，结合实际情况条件，选择恰当的时机开展测量流程。同时，还需要针对目标区域状态，选择最佳时机进行测量，确保GPS精确程度能够得到有效保障，避免地质勘探测量结果出现偏差问题，实现理想应用目标。

4.2 提高控制点布设科学性

控制点布设属于GPS技术的关键影响因素，若布设存在不良问题，便会导致测量结果出现偏差，进而影响地质勘探工程的正常展开。因此，测量团队需要注重增强高程起算点精确程度，同时确保其他控制点位能够收集高精度高程数据，避免出现偏差问题。在实践工作中，技术团队需要确定合适的测量部署范围，同时设置符合需求的测量点位数量，强化布设流程的规范性。通常情况下，控制点位布设应当至少大于六个，同时需要保证基准点分布的均匀性，避免出现过于集中或过于分散的问题，这些因素都会影响高程起算点的实际稳定性与精确性。同时，对于GPS地质勘探测量而言，基准站点的设置具有重要影响意义。其需要尽可能远离强电磁干扰源，包括高压变电站、传媒机构、微波站等。

4.3 合理设置RTK技术方案

在GPS技术应用过程中，RTK属于不可忽视的重要部分之一。通过结合数据链通讯并确定相关作业半径，可以为地质勘探工程测量提供重要技术支持，有利于保证移动站点维持正常状态，实现连续接收基准站点信号的目标。由于RTK技术本身采用超高频电台放送差分信号，其基础频率处于470MHz左右，因此其传输距离主要由天线、曲率半径、大气条件所决定[4]。在地形复杂程度较低的环境下，RTK传输效果较为良好，因此测量精确程度高。若地形过于复杂，则其精确性与工作效率会受到一定程度的影响。

4.4 展开质量检查流程

为提高GPS技术测量应用质量，地质勘探工程团队需要展开针对性质量检查。通过对构造网络分布合理性进行筛查，能够确保点位选址符合精确需求，同时能够满足长久保存标准。除此之外，还应当针对平差数据进行计算，保证测量数据能够达到理想精确级别，避免出现过于严重的偏差问题。

5 结束语

综上所述，在地质勘探工程项目中，GPS具有良好的测量应用优势。因此，需要明确相关应用功能，并积极部署质量提升措施，确保GPS测量能够达到最佳精度级别，为应对地质勘探测量挑战夯实基础条件。