地质测绘中GPS技术的应用探讨

吴慧敏

（安徽省地质测绘技术院，安徽 合肥 230022）

GPS定位技术的应用原理主要是通过对待追踪对象和标的，分别与卫星之间的空间距离进行测量测算，进而实现对待追踪对象具体位置的准确确定。值得注意的是，借助GPS技术实现准确定位，则需要借助多个卫星组成高度精确的卫星信号发射系统，若是缺少卫星系统进行信号接收，也就不能实现对追踪对象的准确定位。总之，较之其他定位追踪，GPS技术应用在定位、追踪、导航等方面的效果、效率都有着较为显著的应用优势[1]。因此，加强GPS技术在地质测绘中的应用分析，有着较为重要的现实意义。

1 GPS技术在地质测绘中的应用优势

1.1 时间效率较高

借助GPS技术对目标标的进行定位，能够获得较好的时间效率优势。较之其他定位技术，借助GPS技术进行定位，包括动态定位往往只需花费几秒钟就能实现较为准确的定位、追踪，较之传统的定位测量技术需要花费较长时间完成定位，有着较为显著的时间成本优势[2]。地质测绘工作中GPS技术的有效应用能够大大提高地质测绘工作效率，以及在定位条件方面也不存在较大限制，往往在15度以上的开阔空间就能有效发挥GPS技术的定位作用。总体而言，借助GPS技术在地质测绘中的应用，较为经济适用，能够节约较大的时间成本。

1.2 定位精度优势

在当前GPS定位技术应用，其误差已经能够控制在厘米级别以内，较之其他定位技术的精度有着较为显著的应用优势，能够在较大程度上满足定位测量工作的要求。而且，这一技术的应用不会受到测绘对象、地质、天气等客观条件的影响，定位操作与结果都较为稳定[3]。换言之，与其他定位技术相比，GPS技术的应用不受任何地质条件限制，获得较为稳定、准确的测绘数据，这是这也是GPS测技术在地质测绘工作应用的优势之一，甚至在借助数据检测、测绘对数据进行记录与专业处理之后，得到的数据精度甚至能够达到准毫米的级别。

1.3 自动化优势

GPS技术具备其他定位技术不具备的较高自动化水平。也就是说，若是测绘工作需要不间断地对目标进行定位记录，借助GPS定位技术的动态定位功能，只需将相应测绘点及相关数据输入之后，实现对观测目标点的准确标记与进行直接获取。利用GPS技术大大节约了测绘工作的人力物力，同时能够在较大幅度上提升测绘工作效率。而且随着GPS技术不断提升，尤其是完全机械化操作模式的应用，GPS技术在地质测绘工作中的自动化水平也越来越高，为未来地质测绘工作提供全新的发展空间与无限可能。

2 GPS技术在测绘工作中的具体应用

目前，在我国的地质测绘工作中，GPS技术有着较为重要的应用，在GPS技术的支持、支撑下，大大提高了地质测绘工作的进度与工作效率。并且，随着GPS技术在地质测绘中的自动化水平越来越高，大大降低了地质测绘工作量，工作负担大幅减轻，为节约地质测绘工作人力成本创造有利条件。

2.1 在控制测绘方面的应用

在地质测绘工作中，地质控制测绘是极为重要的工作内容，在进行地质测绘控制过程中，GPS技术应用发挥着极为重要作用。传统定位技术在地质控制测绘中的应用，需要提前做好测绘点的选择。而选择测绘点的过程中是一个或需要花费时间较大的工作，同时需要投入大量人力物力。若是在选择测绘点之前，相关技术人员缺乏对测量目标及区域地形地貌的全面掌握极易导致测绘点选择不科学、不合理，进而对整体测绘工作质量产生不良影响[4]。而采用GPS技术机械地质控制测绘，则不需进行事先的测绘点选择。也就是说，原本一系列的事先准备工作得到了有效精简，也就避免了许多不良因素影响，如此便大幅节约了测绘时间成本与人力成本。就此而言，GPS技术在地质控制测绘中的应用意义十分重大，同时也是地质测绘工作迎合时代发展需求与要求的重要保障。由此可见，GPS技术在地质测绘中有着较为重要的应用价值。

2.2 在网点控制方面的应用

在地质测绘工作中，地质控制网点精准度、密度控制是较为重要的内容与任务。然而，若是网点控制丧失精度与密度，则目标区域控制测绘则难以进行，如此便对相关测绘地质图的制作完成造成较大影响。一般来说，网点密度主要包括两种类型，一种是首级控制网，一种是加密控制网。借助GPS技术，可以加大对城镇地区界址网点的密度控制，这是其他技术所不具备的应用优势。然而，要确保实现对相关地区控制密度，达到测量测定界址的要求，需要确定整个过程网点进度控制是否能够得到有效保障[5]。对此，测绘相关工作人员通过在GPS网点下面增设一条导线进行导向加持，便可以直接在图根点上进行界址点测绘，如此GPS技术的应用，实现了对地址网点控制力度的有效强化。

2.3 在系部测绘方面的应用

地质的系部测绘是地质测绘工作的重要内容，必须引起工作人员的高度重视。地质系部测绘就是指测绘精度要求必须精确到各地土地权属界址点和每一块土地形状、位置等。地质系部测绘在精度方面有着较高要求，所以在地质测绘工作过程中，在城镇外围界址点，村庄内部界址点，隐蔽位置界址点等地点精度误差方面作出了明确规定。例如，城镇外围界址点精度误差必须控制在10cm以内，村庄内部界址点的精度误差必须小于15cm，以及隐匿界址点的精度误差也必须控制在15cm以内。若是其他定位测量技术来对地质系部进行测绘，则难以达到GPS技术应用的精度水平，无法很好地满足地质测绘系部测绘方面的精度要求。由此可见，借助GPS技术的有效应用，使得地质测绘工作中的日常地质系部测绘精度充分满足得了相关测绘标准对于精度的较高要求。

2.4 在水下地形测绘方面的应用

水下地质勘测是地质测绘的一项重要内容，并且在此过程中GPS技术起到了不可替代的作用。在实际应用时先是在相同水平面上放置发生器的传感器以及GPS流动站的天线，并且同步放于船上，以达到同步输送探针与PTK数据至计算机的目的。在开展测量以及映射作业过程中，移动站接受根据接收所得无线电站的校正号后，对自身测量数值进行动态校正，从而将精准的坐标数值传送至计算机。随后数字检测器获得平面部位具体水深同时将其传输至计算机。最后计算机根据接收所得数据以及税点高度来将飞机所在水下点的高程坐标计算出来，联合PTK获取的平面坐标一同构成三维坐标，并利用相关软件来得到相应的水下地形图。

2.5 在监测地表变形情况中的应用

地表变形监测是地质工程勘测中必不可少的环节，例如在进行工程项目施工过程中，需要准确测量实际施工区域的具体高程，随后通过分析测量数据来对工程作业环节中可能会产生的地质问题，如塌陷、沉降等进行科学预测[6]。此外，工作人员还需要全面勘查施工区域，掌握该区域中高程变化。所以在此过程中能够合理运用GPS技术来勘查地表情况，以便于在较短时间内掌握地表微塌陷等问题，所以在此过程中GPS技术具有非常关键作用，并且能够结合具体工程施工需求来合理监测地表变形情况，取得相应数据信息。并且还能够运用水准仪来实时定点监测，用以校验实际所得结果。

2.6 工程放线测量

在进行工程施工过程中一项基础工作就是测量放线，比格犬捏具有较高的精度要求，不但要将工程的几何形状充分考虑在内，同时还需要兼顾生态环境以及城市规划等相关要求。在过去进行工程放线测量工作中，通常难以获得较为精准数据，以至于工作人员无法快速将工程内存在的问题找出，并且不能及时进行处理，影响到了整体工程建设质量。而将GPS技术运用到工程放线测量工作中，则能够凭借其具有较高测量精准度的优势来有效提升整体工程放线测量的准确性与可靠性，以大幅提升整体工程建设质量。

3 地质测绘中GPS技术的应用方法

3.1 采集数据

在采集外业数据时运用GPS技术能够通过专业的仪器设备来搜集到初回区域内的相关数据信息。第一，往GPS系统内录入地质测绘区域内的棱镜高度数据，同时在此环节严禁随意改动高度，避免导致实际测绘数据产生较大偏差。第二，在采集外业数据过程中，如若有断电情况出现，则需要待电力恢复后再开展作业，避免影响到后续外业数据的处理效率。同时，应当要使用2台以上的转站，一方面有利于测绘角度的灵活调整，一方面还能够避免出现点位不清楚的问题，影响测绘效率。第三，在实际测绘过程中需要采集多组数据，让工作人员在分析环节能够通过多方比较来选出精准度最高的数据。

3.2 处理数据

利用GPS技术处理数据时，需要分别由解算GPS基线向量还有计算其网平差两方面着手来完成原始卫星观测数据与最后定位，确保数据的精准程度。通常需要经过数据收集、传送、预处理、基线解算、计算基线向量网平差等步骤来处理数据，其中传送数据主要指的是利用传输电缆来联系起接收机与计算机，运用相应的处理软件来传送下载所得信息资料至计算机内。数据分流则指的是在传送数据环节，系统能够自动分流数据，把相同类型数据统一放置相同文件内，并且还能够利用解码来快速归类与整理，将无效数据剔除并且还可进行数据的精简。除此之外，工作人员还需要预处理观测值才能开展后续解算与计算工作，确保结果的准确性与可靠性。

3.3 进行大地控制网点测定工作

通常情况下是由勘察线与基线一同组成地质测绘网络，要想得到比较精准的测绘坐标体系与地理位置，则需要有效运用GPS技术来实施定位并处理相关数据。在实际应用过程中，需要对控制网点内接收信号的设备进行分级设置，并且动态更新测绘区域中的测量点坐标情况，尽可能降低误差发生几率，实现测绘效率与质量的提升。在测绘过程中应用GPS系统能够对数组观察数据进行高效处理，让工作人员工作强度得以降低，并且缩短了其工作时间。通过收集、传输以及处理数据后能够有效反应基线解算以及基线向量网数据至设备当中，实现测绘质量的大幅提升。

3.4 开展多角度测绘工作

在进行地质测绘过程中凭借GPS技术良好的测绘功能，利用卫星定位来在多个角度探测具体测绘区域，经过多方数据比较来取得最为精准数据信息。不仅如此，因为具体测绘时实际测绘点出现偏差，从而直接导致了定位测绘结果准确度下降，因此能够应用摄影技术来在图像内将各个测绘点区分开来从而防止该问题的出现[7]。所以能够表明GPS技术不单单具备定位功能，同时兼具优良的摄影以及图像功能，能够将地形情况动态描绘出来，让结果更为全面与准确。

3.5 进行野外测绘工作

首先，正确选点。在使用GPS技术测绘地质工程情况时要求工作人员能够正确选点，保证实际所得数据的真实与精准。在此过程中工作人员需要对测绘区域进行细致勘察，在选点时尽可能避免存在较多障碍物的地方，提升数据准确性。同时尽可能选择超过15°的高度角，确保能够具有良好的数据传输信号。在实际测绘过程中，如若遇到较高的建筑物或是有湖泊、河流等面积较大的露天水域务必要控制点位与水面间的间距，不可过近，防止楼面或水面将信号反射而降低测绘结果的准确性。还有因为在测绘过程中如若周边有高压线也会对GPS设备产生较大的磁场干扰，使得信号不够稳定，所以在进行选点过程中需要尽可能与高压线存在较远距离，保证测量结果的准确。其次，观测。在具体测绘环节运用GPS技术时，会因为具体环境因素以及时间等影响而导致测量结果存在差异，所以在具体观测时要密切关注经纬度以及天气条件的影响，且进行及时记录。

4 GPS技术在地质测绘中应用的未来发展

随着信息技术的不断提升，尤其是大数据、云计算等新兴信息技术的应用发展，为未来GPS技术与信息技术的深入融合提供了契机与保障，逐步发展成为全自动化的GPS测绘技术。提供地质测绘工作相关环节的技术应用水平，能够有效将负责该环节技术管理人力进行有效释放，在信息技术的支呈现，GPS技术能够在预先设定的程序控制下进行独立、自主的完成相关测绘工作，大大提高了地质测绘工作效率，同时能够实现将人为计算等工作失误控制在最小范围。当然，信息化、智能化技术在地质测绘工作中的应用，并不意味着基于GPS技术的地质测绘工作能够完全脱离人力控制进行独立全过程的地质测绘工作，相关环节，尤其是全局把控方面仍然需要具备较高专业水平与综合素质的技术人员控制。这就要求未来地质测绘工作人员必须具备较为深厚的测绘专业知识，以及较为全面的信息技术能力，唯有如此方可保证GPS技术在地质测绘工作中得到有效应用，充分发挥其技术应用优势，高质量、高效率地完成地质测绘工作。这就要求相关单位、部门必须较强对地质测绘工作人员的培训培养，尤其是要求加强在信息技术知识以及专业素养方面的培养，确保GPS技术能够在地质测绘工作中得到有效应用，充分发挥其应用价值，推动地质测绘工作的顺利、高效进行。

5 结论

综述可知，在地质测绘工作过程中GPS技术的有效应用有着较为重要作用与意义，甚至可以说GPS技术的应用在较大程度上引领了地质测绘工作的改革进步。对此，必须加强GPS技术在地质测绘工作的应用分析，推动其不断朝着自动化、信息化、智能化方向发展，提高测绘工作质量与工作效率。