矿产综合利用
主办单位:中国地质科学院成都矿产综合利用研究所
国际刊号:1000-6532
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GPS在矿产普查中的应用

  摘要:随着科学技术的发展,GPS已被越来越多的应用于测绘领域的各个方面,本文通过结合GPS在矿产普查中的应用实例,来探讨GPS在现代矿产普查中的实用性和其优越性。


  关键词:GPS 矿产普查 控制测量 RTK


  1. 概述


  传统测绘,按照逐级布网的原则,布设三角网或导线网,作为首级控制,在首级控制网的基础上再进行控制网的图根加密,然后用全站仪进行数据采集。然而这种方法不仅费时费力、效率也不高,而矿产普查一般都位于山区,地形复杂,山高林密,这种测绘方法就更显得效率低下。同时传统测绘受地形条件限制较大,在地形复杂的山区作业时,需要经常架设支站,更是极大地增加了劳动强度,延长了作业时间。而采用GPS技术进行矿产普查测绘时,受地形影响较小,而且控制点之间不需要通视,同时采用实时动态测量技术(Real Time Kinematic,简称RTK)施测地形点,精度高,速度快,而且作业人员劳动强度大大降低,工作效率也有很大提高,使矿产普查测绘工作能够更有效、更方便的开展。


  2. GPS在控制测量中的应用


  工作区地面控制测量是根据矿产普查的特点和需要,在地面布设一定形状的控制网,并精密测定其地面位置,它是矿产普查工程测量的基础。传统上平面控制网一般布设为导线网(闭合导线、符合导线)或三角网。而GPS测量不要求两点间通视,且所测点位精度均匀,与常规地面控制相比,具有很大的优越性和灵活性,尤其适合工作区平面控制测量。


  在某矿普查项目中,本单位使用了3台GPS接收机对该工作区进行控制测量,控制点的点位选择在地势较高且周围视野开阔的地方,遮挡物的高度角小于15°。同时,点位远离大功率无线电发射源和高压输电线,附近没有强烈干扰接收卫星信号的物体。


  该工作区的控制测量是以边连式的形式进行测量的,其三维自由网平差后的基线改正如表 1。


  通过上表数据可以清楚的看到,应用GPS进行控制测量,其测量精度很高,完全能够满足矿产普查的需要。


  3. GPS-RTK在碎部测量中的应用


  GPS测量工作的模式有多种,如静态、快速静态、准动态和动态相对定位等。但是,利用这些测量模式,如果不与数据传输系统相结合,其定位结果均需通过观测数据的测后处理而获得。由于观测数据需在测后处理,所以上述各种测量模式,不仅无法实时地给出观测站的定位结果,而且也无法对基准站和用户站观测数据的质量,进行实时地检核,因而难以避免在数据后处理中发现不合格的测量成果,需要进行返工重测。


  实时动态(Real Time Kinematic,简称RTK)测量技术,是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTD GPS)测量技术。RTK测量的基本思想是在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地观测,并将其观测数据,通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。


  这样,通过实时计算的定位结果,便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况,从而可实时地判定解算结果是否成功,以减少冗余观测,缩短观测时间。


  RTK技术可以达到厘米级的观测值的精度,可以满足工作区各比例尺测图要求。而且观测的卫星越多,分布越均匀,则PDOP值越小,RTK的精度和可靠性越高。与传统地形测图相比, RTK技术不需建立加密控制网,不要求测站间通视,测量工作比较灵活;误差相互独立、不积累、不传递,测量精度高;工作效率高;测量获得的数据成果便于存储、管理和共享,达到一测多用的目的。


  在矿产普查中,主要工作是对勘探线和钻孔剖面线进行实地测量,进行钻孔的布测和定测和探槽位置的定测等工作。使用RTK技术可大大提高这一过程的工作效率。首先将勘探线或剖面线两边的坐标计算出来,然后输入到GPS工作手簿中的线放样里面,这样,在实地测量时,直接调出已存储数据,就可以根据手簿上显示的线放样信息直接沿线进行地形线的测量工作。


  4. 认识体会


  通过在矿产普查生产实践中的实际应用,对GPS的使用有了一些认识和体会:使用GPS进行测量时,其测量结果精度高,测站之间无须通视,点位的选择也非常灵活方便,而使用GPS-RTK技术定位精度可达到厘米级,测点间相互独立,不会引起误差的积累和传递,同时大大减少了搬站次数,提高了工作效率,作业方便,灵活。观测时间短,速度快,效率高,测量的自动化程度也高,操作简便,大大节约了人力物力,降低了劳动强度。同时使用GPS可全天候作业,基本不受天气影响。


  参考文献:


  [1]徐绍铨等。GPS 测量原理及应用。武汉:武汉测绘科技大学出版社,1998.


  [2]GB/T 18341,地质矿产勘查测量规范。国家质量技术监督局,2001年5月第一版。


  [3]周学林。RTK在矿山地质测绘中的应用。甘肃地质,2009年第一期。


  [4]张廷斌,秦岩宾,“3S”技术在我国矿山测量中的应用。矿山测量,2008年8月第三期。


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