GPS在地质勘探中的应用

申俊伟，季 峰

（江苏绿岩生态技术股份有限公司，江苏 苏州 215600）

对于中国的科学研究以及工程建设而言，地质勘探测量工作往往是必不可少的。无论是道路工程的建设还是地质采矿，都是需要准确地调查地质条件的，以确保工程项目的顺利进行。然而在地质勘探的过程中，往往所选定的区域面积都是巨大的，若是简单的依靠人力，所耗费的人力物力资源无疑是庞大的[1]。但若是采取了GPS全球定位系统则能够解决这一问题。本文主要通过研究GPS全球卫星定位系统在地质勘探工程中的应用，以探索其技术的价值。

1 GPS全球卫星定位系统

GPS是全球卫星定位系统，空间，用户以及地面控制是GPS全球卫星定位系统三个重要组成部分。24颗GPS工作卫星所组成的空间部分，依赖于太空中这些GPS工作卫星共同组成的GPS卫星，都在各自发挥着不同的作用。21颗卫星专门用于导航，3颗备用卫星则处于活动状态，每颗卫星均在不间断地向地球播发调制在两个频段上的卫星信号。

2 GPS全球卫星定位系统的工作特点

①全天候作业。GPS全球卫星定位系统的观测工作不受地点，时间以及天气的任何限制，现如今投入使用的GPS卫星定位仪都配备防水装置。②操作简便。GPS测量系统的自动化程度很高。观测中，测量员的主要任务通常是切换仪器、测量仪器高度并监测仪器的工作状态。③测量时间短。由于快速静态、实时动态等定位技术的出现，使得测量时间在极大程度上被缩短，如今若是要测量一个点，时间甚至可以缩短为以秒为单位！④观测站之间无需通视。GPS无需建造视标，因为工作站之间可以相互查看。这在最大程度上减少测量工作的经费和时间，达到效率最大化！⑤定位精度高。根据目前已完成的大量GPS测量数据，可以看出GPS卫星定位系统可以实现极高的精准度，有效避免在手动测量误差，实现高精度定位！⑥提供三维坐标。GPS全球卫星定位技术测量的这一特点不但可以在航空地球物理勘探、航空摄影测量及精确导航中发挥作用，还可以提供重要精准的高程数据。

3 GPS全球卫星定位系技术在地质勘探中发挥的作用

（1）工程点的布设。利用GPS全球卫星定位技术同样可改进传统的工程点的测量方法，减少现场工作时间，为了能够清楚了解被调查的选定工程场地区域的情况，同时还要达到工作效率最优化的目标。其工程测量技术主要分为三个步骤：首先，有必要在地质勘测工程中指定区域内确立好一级控制网的基础，准确定位矿区项目工程场地的地理分布；其次，将设计工程点坐标输入到GPS机上；然后，利用GPS的收集功能把工程点布设到实地。GPS的静态测量、后差分测量都无此功能，无法布设工程点。但是若是使用了GPS全球卫星定位技术就能够在选定的调查工程区域内，实现高精准度的布局。

（2）手持GPS定位。GPS接收器是应用于绝对定位操作，该定位模式的特征在于简单便捷的操作方式，并且可以独立操作，在目前的工程测量建设中，一个地质勘探工作人员基本都会配备一台用于野外工作手持GPS接收器是需要设置坐标参数的，其软件设置采取的是五参数法。因此，用户必须根据获得的提示计算五个参数（DX、DY、DZ、DA、DF），这样就可在仪器上进行坐标的转换将所测量的数据转化为工作人员所需要的坐标系数。以上参数设置校正之后，手持GPS定位平面精准度可以达到2m～5m，这可以满足地质勘探工作中地质填图、工程点定位（初始测量）的测量需求。然而在手持GPS接收器在植被覆盖率较高的区域进行测量时，精准度会降低而且会不稳定的情况。在这种环境下测量时，测量时间应该延长至5分钟～10分钟，等待其显示精度为10米时（无障碍环境遮挡的情况下能达到4米）再记录测量数据。

（3）地质矿产勘探分析。在此处要对地质矿产勘探进行一个详细的分析。因为在目前我们国家对于地质矿产勘探的过程当中往往会许需要更多的先进的技术来提高地质矿产勘探的一个水平。在进行地质勘探的过程当中，尤其是在矿区内进行活动，由于往往会伴随着岩浆的产生在进行矿区勘探的过程当中很容易会受到岩浆的影响。这样的话就会导致矿区内很多的物质发生反应，岩浆在上升的过程当中，它的温压会有所下降，从而导致形成很多的成矿物质。其次，在进行勘查的过程当中应当注意一般在制定了地质找矿计划过程当中，都会对数据进行一个全面的调查。在进行调查的过程当中，应当结合矿区具体的情况进行一个综合的分析。这样的话既能够根据以往的经验进行对比也能够根据具体实际的情况进行一个总结。在进行具体工作的过程当中，一定要根据实际情况进行反复的调查来提高地质矿产勘探的一个水平和质量。

（4）动态GPS测量。动态GPS测量是需要至少2台接收器来同时进行工作的，其中一台被指定为基准站，其余接收器则作为移动站使用。基站可以设置在已知点上，或者可以另外选择附加站，基站在设置成功以后，工程测量人员可以通过移动站和基站在至少3个已知控制点去收集所需的信号，并根据得来的信号信息来进行软件分析，通过软件计算来解算其“水平残差”、“垂直残差”等指标，待指标符合要求后，保存转换参数和文件，待下次如需使用这些数据时就不需要重新汇总到已知控制点上的信号信息，直接改动一起的高度设置，就可以进行测量。加强对成矿区的研究、勘探工作。在地质找矿地质勘探工作中，需对勘探区域的地质结构、成矿地质背景、矿藏分布规律等进行深入分析研究，准确掌握各项信息技术，方能有效提升找矿工作效率。结合以往工作经验发现，受环境、技术等诸多因素影响，在地质勘探以及矿产开采过程中潜藏着多种危险因素，为确保人员、设备以及矿产资源安全，在进行地质找矿地质勘探作业时，就需对矿产所在区域以及周边区域的地质特征，地下水运动情况以及地质构造演变情况做深入分析，从各个方面搜查、掌握成矿区相关信息后，再科学制定地质勘探与地质找矿工作规划，不仅可以有效提高找矿工作效率，也能确保找矿工作的安全性。工作人员需采取科学正确的方法，勘探矿区范围内的原始地形，分析岩土层，含矿岩石的特性、分布规律、形成原因、深度、变化规律，并根据岩土的特性以及变化规律判定此矿区内地质的均匀性与稳定性。

4 结语

今天，随着科学研究和卫星技术的飞速发展，GPS全球卫星定位技术给测绘工作带来了革命性的变化。它不但能够改良传统的测量方法，还具有测量人员少、速度快、精准度高的特点，并且还能够大大提高工作的效率及测量成果的质量，同时还提高了定位的精度，真正实现了定位简单化，精准化！如今，GPS全球卫星定位技术在地质勘探工程中具有很大的发展前景。在地质勘探和测量工作中，GPS测量技术可以根据不同的精度要求灵活使用，这可以有效地在最大程度上节约时间，大大地提高工作效率，减轻工作人员的工作负担，更好地服务于地质勘探工作。