【摘 要】全球定位系统（GPS）以全天候、高精度、自动化、高效率等优点，已广泛应用于水利工程、路桥工程、地壳运动及形变、土木工程等各个领域。近几年，随着地勘事业的突飞猛进，全球定位系统（GPS）在地质勘察工程测量中得到广泛的应用，它已成为地质勘察工程测量中不可缺少的测量技术。
【关键词】全球定位系统（GPS）；地质勘察；工程测量；应用
1.全球定位系统（GPS）的组成
该系统是由美国军方研发的卫星导航系统，能为用户提供三维坐标、速度和时间，对常规测量而言，主要采用GPS的相对测地定位功能，即只获取地面点的三维坐标。GPS全球定位系统由空间卫星群、地面监控系统、用户三部分组成。
1.1空间卫星群
GPS的空间卫星群由24颗高度约为2万公里的卫星组成，其中21颗工作，3颗备用，地面上任何时间，任何地点均可同时接收4颗以上卫星发送的信号。
1.2地面监控系统
GPS的地面控制系统包括主控站、上行注入站和监控站。主控站的主要任务收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每星的轨道和卫星钟改正值，依次外推一天以上的卫星星历及钟差。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。上行注入站的任务主要是在每颗卫星运行至上空时将导航数据和主控站的指令注入到卫星。
1.3用户部分
即地面接收系统，由GPS接收机及数据处理设备构成，其作用是通过接收卫星发来的信号，确定地面点的三维坐标。
2.GPS定位技术的特点
2.1定位精度高
GPS测量相对定位精度在50km以内时可达1×10-6，且随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。
2.2测站之间无需通视
常规测量方法要求测站间相互通视，而GPS测量不要求测站之间互相通视，这就使得选点更加灵活方便，只须保持测站上空开阔，并远离卫星信号干扰源即可。
2.3提供三维坐标
GPS测量不仅在精确测定观测站平面位置的同时，还可以测定测站点的大地高程。
2.4观测时间短
GPS测量在20km以内相对静态定位的观测时间仅需20分钟左右，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。
2.5操作简便
GPS测量的自动化程度高，在观测中测量员的主要任务是安装并开关GPS接收机、输入测站点号、量取仪器高并输入仪器中、监视仪器的工作状态，而其它工作均由GPS接收机自动完成。
2.6全天候作业
GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。
3.地质勘察工程测量的主要工作内容及常规测量方法
3.1地质勘察工程测量的主要工作内容
地质勘察工程测量的主要工作包括：建立矿区控制网、勘探网测设、勘探坑道测量、工程点定位测量、矿区地形图的测绘等。
3.2地质勘察常规测量方法
3.2.1矿区控制网的布设方法
矿区控制网的布设方法主要有三角网、线型锁、附和导线。主要采用仪器是经纬仪配合测距仪、全站仪等。这就需要点与点之间通视，须清除视线上的障碍物或频繁搬站。如果采用假定坐标系，还须与国家等级控制点进行联测，若国家控制点远离测区，那么联测的工作量可想而知。所以采用常规测量方法进行矿区控制网的布设不但费力、费时，而且工作强度大、效率低。
3.2.2矿区地形图的测绘
矿区地形测量的方法主要有：经纬仪配合分度规测图、全站仪数字化测图等。
3.2.3勘探网测设
勘探网中基线的测设主要采用经纬仪配测距仪测设和全站仪测设；根据基线点采用经纬仪视距法、经纬仪配合钢尺法放样测线。
3.2.4工程点定位测量
地质勘探施工中，许多工程竣工后需要进行工程点定位测量，如钻孔、探槽、斜井、立井等均须测量其三维坐标。在没有测距仪和全站仪时，采用方向交会法、极坐标法（经纬仪定向钢尺量距）；有测距仪和全站仪时，多采用极坐标法施测。
4.GPS在地质勘查工程测量中的应用
4.1利用GPS静态测量模式建立矿区控制网
矿区控制网要求在国家等级控制网的基础上，建立三、四等或等外控制网，具体等级根据地质勘查工程的需要来确定。用GPS静态测量技术建网时，应在测绘管理部门收集2-3个国家控制点，作为矿区控制网的起算数据。目前地质勘察工程作业区面积多数在10-30㎞2，那么我们只需在测区选6-8个点（地势开阔、高度角15°内无遮挡物），以点连式或边连式构成GPS控制网，采用4台或5台GPS接收机进行同步观测，将观测数据导入随机软件中解算即可求得GPS控制点的三维坐标。与以往采用常规测量施测的矿区控制网相比，利用GPS的静态测量方式建立的矿区控制网，不仅精度高、省时、省力，而且降低成本、工作效率成倍提高。
4.2利用GPS动态测量（RTK）技术进行地形图测量
在植被稀少或植被不高的矿区，可采用RTK进行地形测量。首先将基准站架设在矿区最高点上，设置好基准站，利用已有3个矿区控制点解求七参数，并用其它控制点检验参数是否正确，将求得的七参数输入到其他几台移动站中，然后即可利用移动站进行碎部点数据采集。在植被茂密的矿区，可利用RTK加密图根点。
4.3利用GPS动态测量（RTK）技术进行勘探基线、测线布设
地质勘察工程勘探基线、测线若采用RTK来布设，时间宜选在四月份，因为这时树叶刚发芽，山上遮挡物少，有利于RTK作业。在工作任务多、工期紧的情况下，选择好作业时间采用RTK布设基线、测线可以提高野外工作效率。
4.4利用GPS动态测量（RTK）技术进行工程点定位测量
地质勘察工程的工程点定位测量，一般均在十月下旬至十一月中旬，这时工程施工已结束，树叶已落遮挡物少了，用RTK施测工程点不仅速度快而且比常规测量精度高。
5.结束语
虽然地质勘察工程多在山区，树木茂密，影响GPS接收机接收卫星信号，但静态GPS可以进行矿区控制网布设，RTK测量技术因时、因地也可进行地形测量、勘探基线布设、工程点定位测量等，总之，只要将各种GPS测量技术充分运用到生产实践中，并与常规测量方法密切配合，不但可以节省人力、财力、物力、缩短工期，还可以大大提高工程的质量和精度。
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