地质工程论文发表浅谈地质测量中GPS技术的应用

　　摘要：近几年，随着我国科学技术的不断发展，促使GPS技术在地质测量中得到广泛的应用，使用GPS技术测量能够提高测量的精确性，另外，在制图的过程中也由原来的绘画变成了GPS 测量后电脑直接出图。本文将主要围绕地质测量中GPS技术的应用展开论述。

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　　自从GPS技术应用于测量工作以来，该技术已逐渐成为建立平面控制网的主要技术手段，应用范围也越来越广。近年来，GPS技术在地质矿产勘查中对各类勘查工程控制网的布设和直接放样、定测各类地质勘查工程点的作用，也越来越被人们所重视。地质测量大多在地形复杂的山区进行，如用传统的测量方法需要大量的人力、物力，作业周期长，用GPS结合全站仪在地质测量中应用就能取到事半功倍的作用，充分显示了卫星定位技术的无需通视、速度快、精度高等特点，具有明显的经济和社会效益。

　　1、GPS定位技术基本原理

　　GPS测量通过接收卫星发射的信号并进行数据处理，从而求得待定点的空间位置，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。

　　GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。

　　(1)GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20200 km，运行周期为11小时58分。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。

　　(2)GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。

　　(3)GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，通过连续跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，采用载波相位测量局域差分法，在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度，求解整周模糊度，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机测站点的三维坐标。

　　2、GPS 快速静态测量法

　　GPS 快速静态测量法在检测每个观测点时大约需要10到20 分钟左右，有时甚至花费的更少的时间就能得到准确的结果。能够满足了工程对测量精度的要求。在一般情况下，GPS快速静态测量法主要分为两种方式，一是设置一个固定的参考站，二是设置两个参考站，如果设置一个参考站只需要两台仪器设备就可以测量，这种测量的速度相对比较快，但同时也存在较大的误差，导致测量结果不精确;如果设置两个参考站，则至少需要三台仪器设备进行测量，虽然测量的速度相对比较慢，但是测量的结果的精确度比较高，所以一般使用设置两个基站的方法进行测量。

　　3. GPS技术在地质测量中的具体应用

　　3.1 GPS点位选取

　　GPS技术具有很强的灵活性，对于每个测试点是否具有通视没有硬性要求，同时其图形结构比较灵活，比较适合在山区开展地质勘查测量工作。但是，由于GPS技术自身的特征，为了保证后续工作能够顺利地进行，在野外开展选点工作时，需要注意以下几点：一是在进行选点工作时，尽量避开大面积的水面，主要是因为大面积的水面容易产生多路径相应，为测量工作的准确性增加了难度;二是在选点时需要注意，观测点的周围高度角在15度以上的范围之内不能有障碍物，如果周围存在障碍物，不利于信号的准确接收;三是在进行选点时，应该尽可能地避开高压线以及无线电发射源等高磁场设备，观测点位距无线电发射源在400m以上、距高压线200m以上，这样有助于减少电磁场对检测信号的干扰。同时，在选择观测点时，应该优先选择交通便利、视野开阔且地基较稳固的位置，这样能够很好地保存测点，即有利于观测，又有利于其他测量手段扩展联测。

　　为了更准确地标注选点的位置，要在点位上埋设标石。标石要高出地面，但不要埋的太浅，在裸露出来的标石面清楚标明记号，以利于开展长期观测工作。对测区进行分区测量时，应该预定哪个是第一区，哪个是第二区，有序地进行工作。这样一来可以更好地调配人力物力，加快测量速度，减少经费开支。

　　3.2观测模式选择

　　快速静态定位模式是地质测量中比较常用的方法。首先要对测区的卫星状况进行测试，其做法是在测区的中部选取两个GPS点，在这两个GPS点上安装接收机对所有可见卫星进行跟踪，在测试时间内至少要有四颗可见卫星在观测，并且不能间断。

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