孟祥熙1 刘欣阳2 矣晓恩3杨士峰3
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摘 要：简述GPS测量的优点，针对GPS技术在地质工程勘查测绘中的应用，分析研究并根据静态GPS 测量实例阐述静态 GPS在控制测量中的应用，包括选点、布网、外业观测与内业数据处理的基本技术方法。
关键词：地质工程；勘查测绘；GPS技术
0引言
随着信息化 、数字化时代的深入发展，空间科学和测量技术得到了长足的进步。GPS 测量技术以其高效、精准、全天候等特点被广泛应用到现代经济社会的各个领域，在测量 、军事、交通等领域都有重要应用价值，特别是在城市、工程测量中这项技术倍受测绘工作者的青睐，成为测绘工作中的一项重大技术革命。本文将以地质勘查过程中 GPS 静态控制测量为实例，阐述GPS 测量的实际方法步骤并着力阐释 GPS 测量的高效和高精度。
1 GPS定位的基本原理与优点
1.1 GPS定位的基本原理
GPS定位的基本原理，是通过GPS卫星以及用户接收天线之间的距离为基础，在已知卫星瞬时坐标的情况下，确定用户接收天线相对应的点位，即待定点的三维坐标（x，y，z）。所以，GPS定位的主要作用是用来测定用户接收机天线与GPS卫星之间的距离。
1.2 GPS定位的优点
1.2.1 测图精度高
和传统的测量技术相比，现在所使用的 GPS 测图技术更具有优势，结合 GPS 定位系统的测量技术使得工程测图的准确性大大提高。GPS 测绘技术利用仪器误差值一般控制在 ±0.5mm，把误差控制在了该范围内，进而使其点位测量比较准 确。在三维坐标数据采集工作中，能够对地形进行自动化采集并且可以快速的将其建成三维模型，很大程度的减少测量误差的出现。不仅精度高，可以对数据进 行快速的分析和处理，并得到较为精准的地形图。
1.2.2 自动化程度高
由于 GPS 导航系统是在计算机技术的发展中出现的，所以也拥有着计算机技 术的特点，即自动化、高速化。所以 GPS 在测绘工程测量的过程中需要结合计算 机技术，如此才能够增加其自动化水平。利用人工测量计算地理距离与坐标，从而达到自动化，计算机可以对数据进行记录，这样会减小测绘人员的工作量，提高其效率。
2 GPS技术在地质勘查控制测量中的应用
GPS测量测站点之间对通视条件没有特别的要求，选点工作比较简单。但通常点位的选择对观测工作的顺利进行以及测量结果的可靠性、后期工程应用的方便性有很大的影响，因此，在选点时，应当收集并了解所测地区的地形情况，原有的测量标志点的分布以及保存的情况，以确定更加合理的测站点位置，并根据相应的选点位置来进行数据采集及处理工作。
2.1 选点
为保证卫星信号的质量，测站四周应视野开阔，高度角15°以上不允许有成片的障碍物，如高层建 筑等;测站应远离大面积平静的水面，大功率无线电 信号发射源( 电台、电视台)、高压输电线、山坡等信号反射物以此来消除和削弱多路径误差 ;此外，便于观测、交通便利、地质条件良好也是需要考虑的重要因素，利于测站点测量与其他测量手段之间的联测和扩展。共选了8个测站点，均在视野开阔、交通便利远离信号反射物的地点。
2.2 布网
采用4 台GPS 设备同时进行数据采集，测量调度采用翻转法架站采集，共观测2 个时段。一共有8个控制点，其中共有3个已知坐标点和5个待定坐标点，测得基线向量16条，各观测基线向量相互独立。
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2.3 外业观测
项目观测选用瑞士徕卡Viva智能型双频动态GPS接收机，采用静态方法施测E级GPS控制点。徕卡Viva GNSS系统为全球第一款可支持中国北斗系统的第三代GNSS接收机，除了支持GPS，GLONASS，Galileo系统外，还支持中国北斗卫星系统，比仅使用GPS精度提高多达30%。该仪器的标称精度为：静态测量（平面 5 mm+0.5ppm、高程 10mm+0.5ppm），RTK动态测量精度（平面 10mm+1ppm、高程20mm+1ppm）。使用的仪器设备在作业前均进行严格的检验。在已选好的观测点上安置好徕卡 GPS 接收机，对中、整平、量取天线高( 观测时接收机天线相位中心至测站中心标志面的高度) 两个方向量取的差值不得超过 3 mm，开机测量，采样间隔设置为 5 s，卫星截止高度角设置为10°，卫星状态达到采集要求时4台接收机便开始同步记录观测数据。这时将点名、天线高、开机时间 、观测时段记录到观测手簿。 观测分为两个时段 :观测 1 h 后第 1 时段结束，检查对中、整平再次量取天线高与开机前所量天线 高作比较，两次天线高互差不得大于 3 mm。
2.4数据处理
运用瑞士徕卡GPS数据处理软件处理GPS静态接收机采集的数据。首先，将徕卡的观测数据文件转化为通用的 Renix 格式的数据文件，然后将Rinex格式的文件导入到徕卡LGO数据处理软件进行处理。导入软件的文件主要进行基线解算、无约束平差及约束平差、精度分析、成果输出工作。数据平差处理( 见表 1) 后进行精度分析，对外业观测成果质量做检核，这样可以及时发现不合格成果并采取相应措施从而达到预期的平差精度要求。本项目GPS外业观测成果检核的平均方差( rms) 最大值为2 .177 mm( dx，dy分别表示坐标x，坐标y的方差， 见表2)，点位精度符合精度要求。
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应用静态GPS进行平面控制测量，只要按规范及GPS操作规程使用，采用随机处理软件进行解算，其成果完全能满足资源勘查控制测量的要求。
5 结语
综上所述，静态ＧＰＳ测量具有测量精度高、效率高等方面的特点，可以说静态ＧＰＳ测量技术已经完全能够取代传统的三角测量和导线测量方法。通过上文对静态 ＧＰＳ 测量技术原理以及优势的分析，今后静态ＧＰＳ测量技术将会更加广泛地应用在地质勘查控制测量作业中，不仅能够减轻劳动强度，还能够提高测量的进度和精度。
参考文献
[1]高清勇.GPS技术在地质工程勘查测绘中的应用探析[J].资源信息与程，2016，31(06):114+116.
[2]高广杰，杜志宽.GPS技术在地质工程勘查测绘中的应用[J].中华建设，2016(08):152-153.