浙江省第一地质大队 浙江温州 325000
摘要：随着时代的发展，由于GPS技术的发展和在测绘领域得到广泛应用，我国在地质勘查测量工作上取得了突破性进展。本文主要是分析了GPS测量技术的基本概述以及传统测量与GPS测量技术在地质工程测量中的应用，以供参考。
关键词：地质勘查；GPS；传统测量技术
一、GPS测量技术的基本概述
1 GPS的基本构成分析
在我国的地质勘查工程蓬勃发展过程中，一些较为先进的科学技术已经在这一领域得到了实际应用，GPS技术在地质勘查工程测量当中所发挥的作用已愈来愈大。GPS在其构成方面主要是通过地面控制和卫星空间以及用户设备这几个部分所构成，这一系统是通过距离交会法所实现的卫星导航定位，主要就是通过所需定位点架设GPS接收机，在一定时间同时接收三颗卫星以上的定位卫星所发出的导航电文，然后通过系统数据处理得出这一时刻和接收机与其的距离。
2 GPS测量技术特点分析
和传统的地质勘查测量技术相比较而言，GPS测量技术有着诸多优势特点，通过GPS测量技术在地质勘查工程加以应用，在观测站之间不需要通视，能够根据实际需要来确定点位，从而使得选点工作更加方便。在测量的精度方面也要比传统测量精度高，并且在观测的实践上也相对较短。同时提供了三维坐标，在一定条件下，高程精度能够满足四等水准的测量要求，在仪器的操作上也非常简便，能够全天候作业。
二、传统测量与GPS测量技术在地质工程测量中的应用
1.控制测量方面的差别
传统控制测量法在矿区控制测量方面建立在国家级控制点的前提下，传统控制测量法包括：边角网、边角交会、导线网、测边网、测角网、线型锁等。这些传统测量方法需要点位之间必须满足通视的跳线，为了满足这个前提，需要挑选地势较高且视野广阔的区域布置点位，由此需要花费掉很长的工作时间和费用，同时还有精度低等弊端。
然而最近几年GPS技术的应用，完全克服了这方面的弊端，GPS定位技术可在全天候进行测量，而且对点位通视无要求，同时还具有高精度的特点，因此基本取代了传统测量方法在控制测量方面的地位。但在控制测量中需要关注的环境条件是，在山区中的矿区点与点之间的高差很大，这样就导致了高程拟合误差会由于点与点之间的高差增大而增大。因此，在高程控制时需要尽量选择均匀分布的高等级控制点，才能控制整个工作区，同时还要挑选出恰当的似大地水准面并进行精化，从而来提高GPS在拟合高程方面的精度。
2.地质勘探线的测量和工程点的布设方面的差别
传统地质勘探线的测量和工程点的布设需要如下一些步骤：勘探坑道、探槽测量、钻孔、露头、工程点测量等，传统测量方法先将仪器设置在控制点，以光电测距仪极坐标法来放样或测量这些工程点。单单如上几项工作就存在很多的弊端并且需要消耗大量的工时，也直接导致了传统方法低精度、低效率的结果。
在地质勘探线的测量和工程点的布设方面，动态GPS技术又将测量优势展现地淋漓尽致，无转战、无通视、效率高、耗时少，这些优势将这方面的工作效率提高了甚至有几十倍。
3.地形测量方面的差别
大比例尺地形图在地质矿产勘查阶段，尤其在矿产的详查阶段十分重要，是矿山的勘探和规划设计等工作的基础资料。传统的测量方法在地形测量时首先进行首级控制，然后在此基础上进行加密控制，接着进行图根点的设置，最后还需要将相应的仪器安置在图根点上进行碎步数据采集。
动态GPS测量技术可以直接将基准站安置在已知的控制点，不需要进行传统方法中的加密控制等，条件允许的情况下还可以设置多个流动站同时进行碎步测量，但在植被密集的区域无法接收到足够的卫星个数，动态GPS测量便不能正常工作，因此，在地形测量方面，GPS测量技术无法完全代替传统的测量方法。
三、GPS-RTK定位精度的实例验证
笔者为了更加形象地展现GPS-RTK技术更完善的定位精度，实地进行了一次模拟检测。
1.模拟测量前的准备工作
（1）测量地点的选取
笔者将测量地点选取在了比高300 m内的梯田，梯田的分布密集，并且毫无规则，是典型的测量难题，其难度高于平原地区，但低于山区。
（2）测量仪器
Trimble R8双频GPS接收机（不同模式下的水平精度和垂直精度如表1）
表1不同模式下的水平精度和垂直精度
（3）测量点现状
所选定的测量区域已知存在16个GPS测量点，等级为E级，高程为四等。
2.采集数据
本次数据采集选用RTK模式作业，在测量地点的地势比较高且能够较好接受卫星信号的区域架设基准站，严格控制流动观测时间为20 s以上。
高程定位精度的确定：分析已知的16个点高程的水准值和RTK值，得到最大差值为45 mm，最小差值值为3 mm。根据定义 
（△为互差：真值与观测值的差，p值为1，N值为16）可计算出RTK实测高程中误差为±28.4 mm。参考《工程测量规范（GB 50 026-2007）》五等水准，最弱点相对于高级点的高程中误差可按
该公式来计算（L指路线长度），同样根据工程测量规范中四等水准的相关要求，综合考虑下，取临界值16 km来计算，可得高程中误差为±30 mm。
平面定位精度的确定：求出RTK值与静态值之间的距离，根据中误差的定义，我们取p值为1，N值为16，可得m中=±35 mm。根据工程测量规范图根控制测量的要求，GPS-RTK图根控制测量点位较差不应大于图上的0.1 mm，我们求得的m中=±35 mm，则较差为70 mm。根据上述我们可以得到结论：RTK的测量精度可以满足比例尺为1:1 000的图根控制测量的要求。
三、结语
根据上文的简单介绍与分析，我们可以发现GPS测量技术在地质勘查中的优势，但经过仔细思考，我们发现GPS测量方法并不能完全代替传统的测量法。在一些有高大树木遮挡、植被茂盛的地区，GPS很难获得理想效果，这就需要利用全站仪之类的传统测量仪器。因此，我们要求勘测人员充分结合测量地点的实际情况，因地制宜，综合利用并合理规划测量技术，取长补短，这样才能节约成本、提高效率、事半功倍。
动态GPS技术被越来越广泛地应用到了地质勘查中去，但在实际工作中，由于受到诸多现实条件的影响，定位精度不稳定，我们需要采取适当的措施尽量避免或减小这方面带来的误差。一个在行业内令人振奋的消息是CORS的研究，是在GPS上的改进，从一些方面缓解了流动站作业半径存在的限制，笔者坚信在科学技术日益发展的今天，GPS测量技术不久将会被赋予更加全面地应用。
参考文献：
[1]张林科.GPS与传统测量技术在地质勘查工程测量中的应用[J].矿山测量，2014，01：23-24.
[2]徐志新.GPS测量技术在地质勘查中的应用[J].价值工程，2014，17：74-75.
[3]汤小文，郑家志.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2014，03：96.
论文作者:章国华
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/11
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