奚向成

（河南省豫鶴同力水泥有限公司 河南鶴壁 458030）

地質(zhì)勘探中的靜態(tài)GPS定位應(yīng)用研究

奚向成

（河南省豫鶴同力水泥有限公司 河南鶴壁 458030）

隨著GPS技術(shù)的推廣與應(yīng)用，我國(guó)在地質(zhì)勘探工程中也引入了GPS定為技術(shù)，由此大幅的提升了測(cè)繪工作的準(zhǔn)確程度，進(jìn)而增強(qiáng)了勘探工程的施工效率。特別是在在地質(zhì)勘探工作中引入靜態(tài)GPS技術(shù)，地質(zhì)勘探工程中的測(cè)繪工作可謂進(jìn)入了一個(gè)新的里程碑。本文主要探討了礦山地質(zhì)勘探中GPS定位技術(shù)的應(yīng)用，以期為相關(guān)人士提供一定的借鑒與參考。

靜態(tài)GPS定位；地質(zhì)勘探；應(yīng)用

引言

所謂GPS，即是指全球定為系統(tǒng)。主要有由GPS 星座、地面監(jiān)控站和用戶接收器組成。其具有一系列的優(yōu)勢(shì)特征，比如易操作、方法簡(jiǎn)便、測(cè)量精準(zhǔn)度高、作業(yè)周期短，并且不易受到外界環(huán)境條件的影響。應(yīng)用于礦山地質(zhì)勘探工程施工中，發(fā)揮了極具重要的價(jià)值與作用。

1 在礦山地質(zhì)勘探工作中靜態(tài)GPS定位所發(fā)揮出的作用與價(jià)值

首先，在整體礦山地質(zhì)勘探工程中，定位工作是首要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。在地表和井下布置鉆孔，明確井下礦層的具體方位，了解井下的構(gòu)造形式等，這些施工內(nèi)容均需首先獲得精準(zhǔn)的定位后才能順利進(jìn)行后續(xù)工作。對(duì)鉆孔進(jìn)行布置時(shí)，盡可能的以最短的距離，最好的時(shí)間，最佳的地質(zhì)效果進(jìn)行布置。在地質(zhì)勘查工作過(guò)程中，因?yàn)榈匦纬霈F(xiàn)變化的幾率很高，且礦體及地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件的變化也無(wú)規(guī)律可循。所以，地質(zhì)勘探定位工作任務(wù)重、需要進(jìn)行測(cè)試的點(diǎn)數(shù)量多，必須注重定位的工作質(zhì)量，加強(qiáng)定位的準(zhǔn)確性具有重要的意義；其次，在礦山勘察中引入靜態(tài)GPS系統(tǒng)，一定程度上能夠優(yōu)化開(kāi)采區(qū)的具體范圍領(lǐng)域，較與傳統(tǒng)技術(shù)，其操作方法更加簡(jiǎn)便、快速，在降低人力資源使用及工期的同時(shí)也極大降低了施工的盲目性。采用靜態(tài)GPS定為技術(shù)，可以很快的掌握開(kāi)采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育狀態(tài)、礦體信息等全部地質(zhì)情況信息資料，并能有效的保證信息的準(zhǔn)確度。實(shí)施井下開(kāi)采的施工過(guò)程中，地應(yīng)力作用會(huì)漸漸的集中于礦體層內(nèi)，在同一應(yīng)力場(chǎng)中，每一部分的應(yīng)力并不均衡，如果開(kāi)采施工未嚴(yán)格相關(guān)規(guī)范要求來(lái)進(jìn)行，那么會(huì)對(duì)原有的應(yīng)力平衡造成一定破壞，由此使記憶殘余應(yīng)力驟然得到釋放，進(jìn)而引發(fā)一系列的工程事故，嚴(yán)重影響了開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。然而通過(guò)靜態(tài)GPS定為技術(shù)，能夠利用三維地震勘探技術(shù)對(duì)地質(zhì)小構(gòu)造的實(shí)際發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行一定的控制，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查的預(yù)測(cè)效果，從而有效杜絕了安全隱患的發(fā)生。在地質(zhì)勘查中使用三維地震勘探技術(shù)方法，在很大程度上能夠降低突發(fā)狀況的發(fā)生機(jī)率，由此大大提升了勘探工作的可靠性以及安全性。

2 在礦井地質(zhì)勘探鉆孔定位及復(fù)測(cè)中靜態(tài)GPS的具體應(yīng)用

一般情況下，對(duì)靜態(tài)GPS技術(shù)的測(cè)量速度的具體確定，是通過(guò)初始化的時(shí)間多少來(lái)進(jìn)行的，而初始化時(shí)間又受多方面的因素制約，比如接收機(jī)的性能、接收衛(wèi)星的工作質(zhì)量等等，若要以最短的時(shí)間進(jìn)入工作狀態(tài)，那么初始化一般所需20秒至2分鐘時(shí)間不等。一般接收3至7顆以上的衛(wèi)星進(jìn)行工作。

2.1 工作效率高

采用靜態(tài)GPS定位技術(shù)對(duì)礦井地質(zhì)進(jìn)行復(fù)測(cè)勘查時(shí)，礦山企業(yè)的內(nèi)部工作網(wǎng)絡(luò)必須和礦區(qū)三角控制網(wǎng)進(jìn)行連接才能開(kāi)展工作，由此是復(fù)測(cè)復(fù)測(cè)勘查的工作半徑平均增長(zhǎng)了大約4千米，最長(zhǎng)邊長(zhǎng)也都在10千米內(nèi)，一般情況下，靜態(tài)GPS的工作半徑大約為20千米，在此種條件進(jìn)行復(fù)測(cè)勘查，極大的滿足了靜態(tài)GPS工作條件。一般條件下，通過(guò) 3臺(tái)套儀器，每站設(shè)置一名工作人員對(duì)儀器實(shí)施操作，且完成搬運(yùn)工作。每一操作站的工作時(shí)間達(dá)到40分鐘以上，這樣完全能夠求得該站三維值。在節(jié)約人力的同時(shí)提升了工作效率。

2.2 定位精度高

隨著靜態(tài)GPS技術(shù)的推廣與應(yīng)用，其在礦區(qū)的工作范疇越來(lái)越廣，比如應(yīng)用在工程點(diǎn)測(cè)量、地形地貌測(cè)量、采樣點(diǎn)定位等等。常規(guī)的地質(zhì)勘查測(cè)量工作中，因受工作范圍所限，所測(cè)量的數(shù)據(jù)往往會(huì)出現(xiàn)一定的誤差情況，而靜態(tài)GPS技術(shù)的工作范疇在2-5千米之間，且在相關(guān)規(guī)程的要求時(shí)間內(nèi)進(jìn)行工作，通常所獲得的平面高程精度均可以控制在 5毫米之內(nèi)，從而有效避免了誤差現(xiàn)象的發(fā)生。由此看出，通過(guò)GPS所觀測(cè)的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的測(cè)量方式，通常情況下，GPS基線向量的相對(duì)精度能夠保持在0.00001-0.000000001范圍，由此充分體現(xiàn)出了GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特征。

2.3 全天候作業(yè)

由于靜態(tài)GPS技術(shù)的工作條件比較寬泛，所受到制約因素不多，比如工作狀態(tài)下不受光線云層的環(huán)境條件所限，不用達(dá)到光學(xué)通歸的要求，只要具備電磁波通視以及空間通視的相關(guān)要求，即便在晚間、多云的氣候條件下也能夠進(jìn)行正常作業(yè)，從而大大提升了作業(yè)效率，較與常規(guī)的測(cè)量方法，其具有著明顯的優(yōu)越性，達(dá)到了全天候作業(yè)。

2.4 內(nèi)業(yè)解算

一般情況下，根據(jù)相關(guān)解算程序，每4至6分鐘可以解算一組了，具有操作簡(jiǎn)易、數(shù)據(jù)精確完整的特點(diǎn)。

2.5 選點(diǎn)方式靈活多樣，投入資金少

靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)，對(duì)測(cè)站間的相互通視沒(méi)有具體的規(guī)范要求，選點(diǎn)的空間范圍廣，形式靈活多樣，且無(wú)需進(jìn)行造標(biāo)，極大降低了經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)減少了布網(wǎng)資金的投入。

3 在地質(zhì)勘測(cè)工作中應(yīng)用靜態(tài)GPS技術(shù)的弊端所在

3.1 傳播區(qū)域存在一定的誤差現(xiàn)象

在靜態(tài)GPS技術(shù)測(cè)量中，主要是通過(guò)電磁波的傳播方式，對(duì)衛(wèi)星與接收機(jī)兩者的距離進(jìn)行計(jì)算，由此獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。距離是按照電磁波傳播時(shí)間以及傳播的速度來(lái)進(jìn)行確定的，當(dāng)電磁波的傳播時(shí)間得到確定，然而其傳播速度并不是唯一的，不同時(shí)空條件下，傳播速度是不同的，比如大氣層中的電離層與對(duì)流層會(huì)對(duì)電磁波的信造成極大的影響，GPS系統(tǒng)只能對(duì)傳播速度進(jìn)行平均計(jì)算，由此一定程度上降低了結(jié)果的精準(zhǔn)度。

3.2 影響觀測(cè)點(diǎn)精度存在一定的誤差

GPS技術(shù)獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)的方式主要是通過(guò)接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)經(jīng)處理后得到點(diǎn)位坐標(biāo)，通常情況下，靜態(tài)GPS測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)的位置不會(huì)發(fā)生變化，而隨著測(cè)量區(qū)域的改變，所選擇的控制點(diǎn)位置極可能會(huì)隨之發(fā)生改變，致使信號(hào)的接收受到一定干擾，由此不利于信息的采集工作，從而使坐標(biāo)點(diǎn)可能發(fā)生一定的誤差情況。

3.3 地形復(fù)雜多樣的區(qū)域作業(yè)，產(chǎn)生一定的誤差

GPS測(cè)量技術(shù)一般對(duì)信號(hào)的固定性有著較高的要求，因此其測(cè)量工作尤適于平整遼闊、具備良好的通視條件的區(qū)域?qū)嵤?dāng)處于地形復(fù)雜多變的礦山或者通視條件不佳的林區(qū)、山區(qū)等區(qū)域時(shí)，由于這種區(qū)域存在著干擾信號(hào)傳播的很多障礙物，比如樹(shù)木、山峰、峭壁等均會(huì)不利于信號(hào)的正常接收，甚至接收不到信號(hào)，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)測(cè)量的精準(zhǔn)度，從而產(chǎn)生一定的誤差。

結(jié)束語(yǔ)

在地質(zhì)勘查工作中，靜態(tài)GPS定為技術(shù)發(fā)揮著極其重要的作用與價(jià)值，得到了各勘查企業(yè)的普遍應(yīng)用，較與常規(guī)的測(cè)量技術(shù)，其具有著一系列的優(yōu)越性，是地質(zhì)勘查勘測(cè)技術(shù)發(fā)展的重要的里程碑，所測(cè)得數(shù)據(jù)更加具有可靠性，大大提高了工程作業(yè)效率，進(jìn)而為勘探礦山的高效生產(chǎn)、順利施工打下了良好的根基。

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1007-6344（2016）10-0096-01