GPS在地质工程测量中的应用分析

GPS在地质工程测量中的应用分析

潘德水

广州市四洲地理信息有限公司510610

摘要：地质工程是为国民经济建设服务的，地质工程中结合相应测量技术，在矿产勘探方面、重大地质工程地质结构测量方面、地质调查等众多领域提供先导性资料，为社会经济的持续稳定的发展提供基础与条件。

关键词：地质工程、工程测量、快速静态、GPS-RTK技术

引言：GPS技术是建立在卫星技术与通讯技术基础上发展起来的，也叫全球定位系统。随着时代的发展，GPS技术的应用由军事领域向民用领域转变。凭借GPS的自动化、全天候、高精度的技术特点，在地质工程的测量领域普遍应用，使测量工作变得越来越科学、规范，提高了地质工程测量工作的效率与精确度。而GPS技术在地质工程测量中主要体现为静态测量与动态测量两个方面，本文主要就这两种方式在地质测量中的应用进行讨论。

一、GPS快速静态法在地质工程测量中的应用

（1）GPS快速静态法

GPS快速静态法相比以往的静态定位技术，利用卫星实现全天候作业，并且不论地点、时间都可以进行连续性观测，能快速获取到地质工程区域内的导航数据信息，并提供目标的定位信息，具有一定的实时性与准确性。

（2）GPS快速静态法的应用方式

在具体的地质工程测量中，根据测量固定站的数量不同，我们可以分为，单基点法与双基点法两种，其中，单基点法只需要设置一个固定站及两台仪器即可进行地质工程测量，测量工作相对简单，但是其准确性有所欠缺；双基点法，需要设置两个固定站，而每个固定站需要三台以上的仪器，整个过程中成本投入也相对较多，仪器较多。根据上述情况，在同一区域内的所有地质工程中，必须做好固定点基准点站的选择，以方便基准站同一区域内各测量点之间的联系；在选择双基点测量方式时，要根据地质工程本身的特点和周围的环境对点数进行把控；布设测量点的时候，一定要注意避让对GPS信号产生影响的区域，比如存在较强辐射的电磁波源、微波源，或者有较大的障碍物的地方。而不论是单基点还是双基点，在获取到相关的测量数据结果之后，还要通过平差处理方法或者基线解算来进行相关计算来获取厘米级的精度。总而言之，把握相关有效措施，GPS快速静态法的使用可以缩短了地质工程测量所需要的时间，并且测量的数据具有较高准确度，为地质工程的测量工作提高了工作效率。

（3）地质GPS快速静态法的应用

由于我国不同地区生态环境污染的差异性，为了优化各种生态资源，实现生态环境的可持续发展，落实现代资源体系改造，地质工程测量在工业、科技转型上起到了重要的作用。利用GPS快速静态法测量，在地质工程的测量实施阶段，我们应当注重以下几点。首先，在地质工程施工阶段，要实现对GPS测量的有效控制，必须建立监控平台，实现人工操作的一体化发展。利用平台，能有效实现静态测量的调度，为地质资源的勘探研究分析、地质工程的开发建设提供了一定的平台优势。其次，远程的监测可以避免手工实地测量存在的危险及隐患，具有更加稳定的调控机制。同时，GPS远程监测可以实现地质资源规划要点的监测，设立区域空间的多功能平台，提高了工程测量的工作效率。再次，GPS在测量的过程中可能会受到气候条件及恶劣天气的影响，应当构建GPS智能测量系统，以落实GPS系统的安全标准。利用地质工程的三方责任主体机构的作用，构建地质工程施工质量管理平台。最后，为了提高GPS施工运行流程，地质部门应当按照地质工程的测量标准，制定出切实可能的快速静态测量方案，对区域测量进行综合布置，并利用GPS多维度的测量方法，联合定位模式，完善快速静态操作，充分利用技术应用体系，达到调度管理要求。GPS快速静态法的应用提高了测量工作效率及测量精准度，实现地质空间优化及改造提供科学有效的数据依据。

二、GPS-RTK技术在地质工程中的应用

（1）GPS-RTK技术

RTK技术是利用两个测量站进行GPS载波相位观测量，包括基准站和流动站，流动站观测系统将基准站接收到的卫星信号和流动站的用户接收机受到的卫星信号进行求差解算三维坐标。流动站可以是固定的，也可以是运动的，只要有必要的几何图形及保持四颗以上的卫星相位观测值的跟踪，流动站就可以实时地测算出厘米级的定位结果。GPS-RTK技术为地质工程中地形测图及工程放样、控制测量提供了新的技术支撑，从而提高了测量的精确度与工作效率。

（2）GPS-RTK技术应用方法

关于GPS-RTK技术的应用方法主要有三种，一是快速静态测量，它主要的应用于控制及加密测量、地基测量、工程测量。通过基准站与测量站的求差结算来获取用户站的三维坐标，通过对用户站进行调整，使其结算的结果变化趋势越来越小，越来越稳定的时候，由此测量出来的数据可以精确在厘米方位内；二是动态定位模式，主要应用在完成地形图测绘、中桩测量，横断面、纵断面地面线的测量。首先对一个静止的控制点进行样本的采集，将采集到的数据样本反馈到流动站接收机上完成数据初始化，然后进行流动站的测量工作。三是准动态的定位模式，主要应用于开阔地区的加密控制测量、工程定位、碎部测量、剖面测量、线路测量等。在静止的起始点进行观测采样，初始化流动站接收机，然后根据基准站的同步测量数据及初始化后的数据样本，对每个观测站进行观测解算。

（3）GPS-RTK技术在地质勘探方面的应用

在地质勘探方面，地质工程测量是重要的组成部分。GPS-RTK技术在地质勘探方面具体应用体现为以下几个方面。首先，地质勘探工程中勘探网的控制与测量，由于GPS-RTK技术具有较快的测量速度和精度，是勘探网和控制网测量时重要的手段之一。其次，在进行单点测量时，利用多个流动站的共同测量，可以实现快速的地形测图。再次，在进行剖面测量时，还能利用仪器对土石方进行相关计算，完全可以凭借一个人的力量完成勘探线的剖面测量。在工程放样方面，提高了野外放样的工作效率，提高了布设的精确度。最后，在GPS-RTK技术实际应用方面，GPS-RTK手簿能够在地质勘探的过程中，提供导航、通讯、记录、计算等功能，大大节约了人工成本，提升了地质勘探工作的效率。

（4）GPS-RTK技术测量精度控制

GPS-RTK技术在测量方面要注意作业半径的限制，即流动站与基准站之间最大的距离限制。如果移动站不能连续地、可靠地接受基准站的信号，那GPS-RTK技术测量的精确度也没有保障。将基准站与流动站的各项参数设置保持一致，将两个站点的距离控制在10千米以内，才能保证测量的速度与精确度。同时，基准站与流动站的设置不能收到电磁干扰和信号反射物体的干扰，要注意避让。

三、GPS技术相对于与传统测量技术的优劣势分析

GPS技术相较于传统的勘测技术优势，首先体现在工作效率上，利用卫星覆盖率，能快速获取测量数据，工作强度降低。其次，在人力成本上，能有效节约人力开支，一般只需要一位对GPS相关技术专业素质高的人员进行测量工作即可。其三，精确度高，GPS-RTK技术利用差分法，坐标精确度可以达到厘米级。而其劣势在于受环境地形的影响较大，对辐射较强地区及大面积水域也不能保证其精确度。所以我们在必要时，可以利用GPS技术与传统的勘测技术相结合，采用全站仪技术在GPS技术不能涉及的区域进行协助测量，以提升地质勘测的整体水平。

结束语：地质工程测量时，GPS技术有它独特的优势，但其相关的测量方法也有它一定的局限性。我们要根据地质工程的实地的情况，结合各测量技术特点，设计出一套完整的测量方案，确保地质工程测量方法能够有效符合相关的技术标准与业主需求，使GPS技术更好的服务于地质工程测量。

参考文献：

[1]甘泉宏GPS快速静态法在地质工程测量中的应用研究【J】能源与环境2018-10-30

[2]钟梓敏GPS快速静态法在地质工程测量中的应用【J】科技创新与应用2018-05-18

[3]谭家然分析GPS、ＲTK技术在地质工程测量中的应用分析【J】科技风2018-08-30

[4]王伟彪GPS与传统测量技术在地质勘查工程测量中的应用分析【J】工程建设与设计2018-03-30

[5]闫利祥宋增巡地质工程测量设计方法与GPS技术应用【J】西部资源2016-02-15