浅谈GPS技术在地质勘查中的应用
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高新技术
浅谈 Ｇ Ｐ ８ 技术在地质勘查中的应用
粱
星
ห้องสมุดไป่ตู้
（ 黑龙江省第一地质勘 察院 ， 黑龙江 牡 丹江 １ ５ ７ ０ １ １ 】
【 摘 要】 Ｇ Ｐ Ｓ 技 术在地质勘查 中的应用促进 了中国地质 事业
的 高精度和 高效 益、使 地质勘 查工业更加 自动化和 网络化。Ｇ Ｐ Ｓ改 变了地质勘 查传统落后的状 态，使地质勘 查领 域步入 一个崭新 的时 代。本 文分析 了目前地质勘查测量作业的特点 ，探 讨 了 ＧＰ Ｓ水 准测 量在地质勘查 中的应 用。
（ ２ ）地球模 型法 地球模 型法本 质上是一种数字化 的等值线 图， 目 前 国际上较常 用 的地球模 型有 Ｅ Ｇ Ｍ ９ ６（ Ｇ Ｌ Ｏ Ｂ Ａ Ｌ ） 。根据笔者这几年 的经验 ，Ｅ Ｇ Ｍ ９ ６ （ Ｇ Ｌ Ｏ Ｂ Ａ Ｌ ）地球模型在测 区不大 的情况 下比较适合 于我 国。
交点之间的距离 ，正常 高用 Ｈ ｒ表示 。 （ ４ ）高程系统之间 的转换关系 大地水准面 到参考 椭球 面的距离 ，称为大地水 准面差距 ，记为
ｈｇ。
如果 己知某点 的正常 高，且利用 Ｇ Ｐ Ｓ观测该点的大地 高，则可 精确求得该点的高程异常 ， 考虑到地质勘查测量控制 网的范 围较小 ， 似大地水准面的变化较平缓 ， 因此， 可利用一些联测水准 的 Ｇ Ｐ Ｓ点， 求得各点的高程异常值 ， 再用 曲面拟合 的方法来逼近似大地水准面 ， 以求得其他 Ｇ Ｐ Ｓ 点的高程异常 ，从而达到高程系统转换的 目的。 ３ ＧＰ Ｓ水准高 程在地 质勘查 测量中的应用 在小范围的地质勘查测量项 目，用 Ｇ Ｐ Ｓ水准 高程方法完全可 以 取代传统方法建立测 区的高程 系统。如果测区采用独立高程系统 ， 各控制点间的高程精度完 全能够达 到四等水准测量的精度 。如果测 区高程系 统采用 Ｇ Ｐ Ｓ水准测量方法和 国家高程网联测，在联测点精 度满 足三 等水准 精度并且联测距离＜１ ０ ｋ ｍ 的情况下 ， 也能达到 四等 水准测 量的要 求 ，在联测 精度满 足四等 水准精 度并且 联测距 离在 ｌ Ｏ ～ ２ ０ ｋ ｍ的范围 内，能达到等外水准的精度 。 Ｇ Ｐ Ｓ Ｒ Ｔ Ｋ作业 ，每个点误差均为不 累积 的随机 偶然误差，外业 操作 简单，能够满足快速求得厘米级精度 的测量要求。在地质勘查 中，利用 Ｒ Ｔ Ｋ实时动态测量系统可完成地形图测量、图根控制点加 密 、工程放样 、地质特征点采集 、物化探测 网、地质 剖面 测量等多 种工作 。对 使用 者来说 ，Ｒ Ｔ Ｋ作业最关键 的环 节是确 定坐标系统转 换参数 。根据笔者近几年 的经 验，坐 标系统转换参 数最好用 Ｇ Ｐ Ｓ静 态相对定位无 约束平差获得的 Ｗ Ｇ Ｓ 一 ８ ４ 平差坐标配合 测区地方独 立 坐标系坐标来求解 。 Ｇ Ｐ Ｓ 静态相对 定位中 ，对于没有 固定解 的基线 进行优 化处理， 如果有较长 的观 测时间和较多的观测卫星 ，对初次基 线解 算结果中 的有关信 息，如 相位跟踪 图、模糊度误差及卫星残差 曲线 图等进行 认真 的分析研 究，确定是某一时间段 内观测效果不好或是某 （ 几） 颗卫 星 的观 测数 据质量 较差 ，进而 对观测 时间进 行裁剪或 剔 除某 （ 几 ）颗卫 星后 再重新处理基线 ，一般均可 以获得满 意的基线解算 结果 。多数条件 下，只要删除个别卫星数据 ，基线就 能成 功解 算。 按这种方法重新进 行基线 处理后 ，一般就不再进行外业重测 ，从而 能够节省大量 的返工时 间。 ４结束 语 在我 国地质勘 查行 业，Ｇ Ｐ Ｓ 的应用起步较 晚，但发展很 快。 目 前 ，我国大部分省份均建立 了 Ｇ Ｐ Ｓ控制网。 目前，地质勘 查工作者 们在 Ｇ Ｐ Ｓ应用基础研宄和 实用软件开发等方面取得 了大量 的成 果， 从而为 Ｇ Ｐ Ｓ 技术在我 国地质勘查 工作 中全面推广提供 了技术保证 ， 进一步适应 了科学技术 的发展和 国家现代化建 设的需要 。 参考文献 ： … 宋广平． 浅谈 Ｇ Ｐ Ｓ － Ｐ ￣ ＴＫ技术在测量 中的应用Ｌ 华东六省一市测 绘 学会第 十一次学术交流会论 文集ｆ Ｃ１ ． ２ ０ ０ ９ ． 『 ２ １ 王天仓， 张照杰， 李 月宝， 王靖超 ． Ｇ Ｐ Ｓ控 制网的布设原则及优 化设 计
（ ３ ）地 球 模 型 法
【 关键词 】 Ｇ Ｐ Ｓ 技 术 ；地质勘查 ；水准仪 ；测距仪
引 言
全球定位系统 （ Ｇ Ｐ Ｓ ） 是英文缩写词 Ｎ Ａ Ｖ ｓ Ｔ Ａ Ｒ ／ Ｇ Ｐ ｓ的简称 ， 即“ 授 时与测距 导航系统／ 全球定位系统 ” 。
全球定位 系统 Ｇ Ｐ Ｓ 于１ ９ ７ ３ 年 由美 国政府组织研制 ，耗 费巨资， 历 经约 ２ Ｏ 年 ，于 １ ９ ９ ３ 年全部建成 。该系 统是伴 随现代科学技 术的 迅速发 展而建立起来 的新一代精 密卫星导航和定位系统 ，不仅 具有 全球性 、全天候 、连续 的三维 测速 、导航 、定位与授时能力 ，而且 具有 良好的干扰性和保密性 。该系 统的研制成功 已成为美 国导航技 术现代化 的重要标志 ，被视为本世 纪阿波罗登月计划和航天飞机计 划之后 的又一重大科技成就。 随着 Ｇ Ｐ Ｓ系统步入试验和实用阶段 ，其定位技术 的高度 自 动化 及所达 到的高精 度和 巨大 的潜力 ，引起 了各国政府的普遍关注 ，同 时 引起 了广 大地质工作者的极 大兴趣 。特别是近几年来 ，Ｇ Ｐ Ｓ 定位 技术在应用 基础 的研究、新应用领域 的开拓、软硬件的开发等方面 都取得 了迅速 发展。 目前 ，Ｇ Ｐ Ｓ精密定位技 术已经广泛地渗透到 了 经济建 设和 科学技术 的许多领域 ，尤其 是在大地测量学及相关 学科 领域 ，如地球 动力学、海洋大地测量 学、地 球物 理和资源勘探等方 面 的广泛应用 ，充分显示 了这一卫星定位技 术的高精度和高效益 。 这预示地质勘 查界将 面临着一场意 义深远 的变革，从而使地质勘查 领域步入一个崭新 的时代 。 １在测量 中常用的高程系统及相互关 系 （ １ ） 大地高系统 ： 大地高系统是 以参考椭球面为基准面 的高程 系统 某 点的大 地高是该点到通过该 点的参 考椭 球的法线与参考椭 球面的交点间的距离 。大地高 一般用 符号 Ｈ表示 。大地高是一个纯 几何量 ，不具有 物理意义， 同一个 点，在不 同的基准下，具有不 同 的大地高 。 （ ２ ） 正高系统： 正高系 统是 以大地 水准面为基准面的高程系统 。 某点的正高是该 点到通过该点 的铅垂线与大 地水 准面的交点之 间的 距离，正高用符号 Ｈ ｇ表示 。 （ ３ ） 正常高系统：正常 高系统是 以似 大地水准面为基准的高程 系统。某点 的正 常高是该点到通过该点 的铅 垂线 与似 大地水准面的
浅谈 Ｇ Ｐ ８ 技术在地质勘查中的应用
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ห้องสมุดไป่ตู้
（ 黑龙江省第一地质勘 察院 ， 黑龙江 牡 丹江 １ ５ ７ ０ １ １ 】
【 摘 要】 Ｇ Ｐ Ｓ 技 术在地质勘查 中的应用促进 了中国地质 事业
的 高精度和 高效 益、使 地质勘 查工业更加 自动化和 网络化。Ｇ Ｐ Ｓ改 变了地质勘 查传统落后的状 态，使地质勘 查领 域步入 一个崭新 的时 代。本 文分析 了目前地质勘查测量作业的特点 ，探 讨 了 ＧＰ Ｓ水 准测 量在地质勘查 中的应 用。
（ ２ ）地球模 型法 地球模 型法本 质上是一种数字化 的等值线 图， 目 前 国际上较常 用 的地球模 型有 Ｅ Ｇ Ｍ ９ ６（ Ｇ Ｌ Ｏ Ｂ Ａ Ｌ ） 。根据笔者这几年 的经验 ，Ｅ Ｇ Ｍ ９ ６ （ Ｇ Ｌ Ｏ Ｂ Ａ Ｌ ）地球模型在测 区不大 的情况 下比较适合 于我 国。
交点之间的距离 ，正常 高用 Ｈ ｒ表示 。 （ ４ ）高程系统之间 的转换关系 大地水准面 到参考 椭球 面的距离 ，称为大地水 准面差距 ，记为
ｈｇ。
如果 己知某点 的正常 高，且利用 Ｇ Ｐ Ｓ观测该点的大地 高，则可 精确求得该点的高程异常 ， 考虑到地质勘查测量控制 网的范 围较小 ， 似大地水准面的变化较平缓 ， 因此， 可利用一些联测水准 的 Ｇ Ｐ Ｓ点， 求得各点的高程异常值 ， 再用 曲面拟合 的方法来逼近似大地水准面 ， 以求得其他 Ｇ Ｐ Ｓ 点的高程异常 ，从而达到高程系统转换的 目的。 ３ ＧＰ Ｓ水准高 程在地 质勘查 测量中的应用 在小范围的地质勘查测量项 目，用 Ｇ Ｐ Ｓ水准 高程方法完全可 以 取代传统方法建立测 区的高程 系统。如果测区采用独立高程系统 ， 各控制点间的高程精度完 全能够达 到四等水准测量的精度 。如果测 区高程系 统采用 Ｇ Ｐ Ｓ水准测量方法和 国家高程网联测，在联测点精 度满 足三 等水准 精度并且联测距离＜１ ０ ｋ ｍ 的情况下 ， 也能达到 四等 水准测 量的要 求 ，在联测 精度满 足四等 水准精 度并且 联测距 离在 ｌ Ｏ ～ ２ ０ ｋ ｍ的范围 内，能达到等外水准的精度 。 Ｇ Ｐ Ｓ Ｒ Ｔ Ｋ作业 ，每个点误差均为不 累积 的随机 偶然误差，外业 操作 简单，能够满足快速求得厘米级精度 的测量要求。在地质勘查 中，利用 Ｒ Ｔ Ｋ实时动态测量系统可完成地形图测量、图根控制点加 密 、工程放样 、地质特征点采集 、物化探测 网、地质 剖面 测量等多 种工作 。对 使用 者来说 ，Ｒ Ｔ Ｋ作业最关键 的环 节是确 定坐标系统转 换参数 。根据笔者近几年 的经 验，坐 标系统转换参 数最好用 Ｇ Ｐ Ｓ静 态相对定位无 约束平差获得的 Ｗ Ｇ Ｓ 一 ８ ４ 平差坐标配合 测区地方独 立 坐标系坐标来求解 。 Ｇ Ｐ Ｓ 静态相对 定位中 ，对于没有 固定解 的基线 进行优 化处理， 如果有较长 的观 测时间和较多的观测卫星 ，对初次基 线解 算结果中 的有关信 息，如 相位跟踪 图、模糊度误差及卫星残差 曲线 图等进行 认真 的分析研 究，确定是某一时间段 内观测效果不好或是某 （ 几） 颗卫 星 的观 测数 据质量 较差 ，进而 对观测 时间进 行裁剪或 剔 除某 （ 几 ）颗卫 星后 再重新处理基线 ，一般均可 以获得满 意的基线解算 结果 。多数条件 下，只要删除个别卫星数据 ，基线就 能成 功解 算。 按这种方法重新进 行基线 处理后 ，一般就不再进行外业重测 ，从而 能够节省大量 的返工时 间。 ４结束 语 在我 国地质勘 查行 业，Ｇ Ｐ Ｓ 的应用起步较 晚，但发展很 快。 目 前 ，我国大部分省份均建立 了 Ｇ Ｐ Ｓ控制网。 目前，地质勘 查工作者 们在 Ｇ Ｐ Ｓ应用基础研宄和 实用软件开发等方面取得 了大量 的成 果， 从而为 Ｇ Ｐ Ｓ 技术在我 国地质勘查 工作 中全面推广提供 了技术保证 ， 进一步适应 了科学技术 的发展和 国家现代化建 设的需要 。 参考文献 ： … 宋广平． 浅谈 Ｇ Ｐ Ｓ － Ｐ ￣ ＴＫ技术在测量 中的应用Ｌ 华东六省一市测 绘 学会第 十一次学术交流会论 文集ｆ Ｃ１ ． ２ ０ ０ ９ ． 『 ２ １ 王天仓， 张照杰， 李 月宝， 王靖超 ． Ｇ Ｐ Ｓ控 制网的布设原则及优 化设 计
（ ３ ）地 球 模 型 法
【 关键词 】 Ｇ Ｐ Ｓ 技 术 ；地质勘查 ；水准仪 ；测距仪
引 言
全球定位系统 （ Ｇ Ｐ Ｓ ） 是英文缩写词 Ｎ Ａ Ｖ ｓ Ｔ Ａ Ｒ ／ Ｇ Ｐ ｓ的简称 ， 即“ 授 时与测距 导航系统／ 全球定位系统 ” 。
全球定位 系统 Ｇ Ｐ Ｓ 于１ ９ ７ ３ 年 由美 国政府组织研制 ，耗 费巨资， 历 经约 ２ Ｏ 年 ，于 １ ９ ９ ３ 年全部建成 。该系 统是伴 随现代科学技 术的 迅速发 展而建立起来 的新一代精 密卫星导航和定位系统 ，不仅 具有 全球性 、全天候 、连续 的三维 测速 、导航 、定位与授时能力 ，而且 具有 良好的干扰性和保密性 。该系 统的研制成功 已成为美 国导航技 术现代化 的重要标志 ，被视为本世 纪阿波罗登月计划和航天飞机计 划之后 的又一重大科技成就。 随着 Ｇ Ｐ Ｓ系统步入试验和实用阶段 ，其定位技术 的高度 自 动化 及所达 到的高精 度和 巨大 的潜力 ，引起 了各国政府的普遍关注 ，同 时 引起 了广 大地质工作者的极 大兴趣 。特别是近几年来 ，Ｇ Ｐ Ｓ 定位 技术在应用 基础 的研究、新应用领域 的开拓、软硬件的开发等方面 都取得 了迅速 发展。 目前 ，Ｇ Ｐ Ｓ精密定位技 术已经广泛地渗透到 了 经济建 设和 科学技术 的许多领域 ，尤其 是在大地测量学及相关 学科 领域 ，如地球 动力学、海洋大地测量 学、地 球物 理和资源勘探等方 面 的广泛应用 ，充分显示 了这一卫星定位技 术的高精度和高效益 。 这预示地质勘 查界将 面临着一场意 义深远 的变革，从而使地质勘查 领域步入一个崭新 的时代 。 １在测量 中常用的高程系统及相互关 系 （ １ ） 大地高系统 ： 大地高系统是 以参考椭球面为基准面 的高程 系统 某 点的大 地高是该点到通过该 点的参 考椭 球的法线与参考椭 球面的交点间的距离 。大地高 一般用 符号 Ｈ表示 。大地高是一个纯 几何量 ，不具有 物理意义， 同一个 点，在不 同的基准下，具有不 同 的大地高 。 （ ２ ） 正高系统： 正高系 统是 以大地 水准面为基准面的高程系统 。 某点的正高是该 点到通过该点 的铅垂线与大 地水 准面的交点之 间的 距离，正高用符号 Ｈ ｇ表示 。 （ ３ ） 正常高系统：正常 高系统是 以似 大地水准面为基准的高程 系统。某点 的正 常高是该点到通过该点 的铅 垂线 与似 大地水准面的
