GPS在地质找矿中的应用

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1、浅谈GPS在地质找矿中的应用摘要:近年来,GPS已经广泛应用于大地测量﹑工程测量﹑地壳形变监测等各种测量工程中。本文结合GPS在地质找矿测量中的应用实例；对全球定位系统（GPS）的基本结构和测量原理，和GPS用于地质找矿中所具有的特点进行了探讨。关键词：GPS地质找矿应用近年来,GPS已经大量应用于大地测量、工程测量、地壳形变监测等各种测量工程中;并在交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。本文介绍GPS在山区找矿测量中的应用,并提出几点体会。1GPS简介1.1GPS构成GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部

2、分构成。(1)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。(2)GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)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,跟踪卫星的运行,并对信号进行交换、放大和处理,再通过计算机和相应软件,经基线解算、网平差,求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。

3、1.2GPS定位原理GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的。如图1所示,在待测点Q设置GPS接收机,在某一时刻tk同时接收到3颗(或3颗以上)卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算,可求得该时刻接收机天线中心(测站点)至卫星的距离ρ1、ρ2、ρ3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标(Xj,Yj,Zj),j＝1,2,3,从而由下式解算出Q点的三维坐标(X,Y,Z):ρ12=(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2;ρ22=(X-X2)2+(Y-Y2)2+(Z-Z2)2;ρ32=(X-X3)2+(Y-Y

4、3)2+(Z-Z3)2;2地质找矿工作中的综合分折2.1地质工程测量地形测绘的目的是为矿区提供不同比例尺的地形图,准确测定各种工程(槽、并探、钻探及硐探)点位置,以满足地质勘探工程测器的需要。因常见的测图方法(如经纬仪、测距仪等)通常足先布设控制网点,一般是在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点，最后依据加密的控制点和图根控制点,用常规的测量方法进行控制测量即费时间又耗人力,同时还需要已知控制点两个以上,已显诸多不便,特别是在山区开展地质工作,其地质工程测量工作特别困难,工作效率底,因此使用常规的测量设备进行地质工作成了困扰测量

5、人员的一个大问题。如今有了GPS新技术,它可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标，它以其精度高、速度快、费用省、操优良特性广泛应用于地质工程测方面。2.2勘探网(GPS网)的建立对于一个新的勘探矿区,在没有大比例尺地形图的情况下,那么首先应在该矿区建立1个勘探网,它是各种地质勘探工程最基本的控制网。应在某矿区成功地应用GPS建立首级控制网,开展地质工程测量工作,取得矿区的GPS控制网，完成地质工程测量任务,为地质工作节省时间。3应用实例3.1工程概况本文涉及的地质找矿由某公司投资，矿区位于某县山区,面积为0.1平方公里。属山地地形,山

6、上树木茂盛,地形复杂，通视困难,行走不便。为了节省时间目的施工和今后的开采,需建立首级控制网。考虑到山高树木茂盛,测区通视困难，距离已知点远并且矿区面积不大等因素，决定采用GPS测量。3.2GPS测量的技术设计3.2.1设计依据GPS测量的技术设计主要依据地质矿产部发布的行业标准《地质测量规范》、1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》及工程测量合同有关要求制定的。3.2.2设计精度根据工程需要和测区情况,选择E级GPS网作为测区首级控制网。要求边长大于300m小于800m,最弱边相对中误差小于1／100000。

7、3.2.3设计基准和网形如图2所示,控制网共5点,其中联测已知平面控制点1个(C01)控制点1(C01),网形布设成三角网的形式。其中B点为辅助点,该点是考虑三角形的图形而增加布设的一个点。地质找矿可以用假设高程并且测区面积小等特点,因此高程采用GPS拟合高用3台GPS接收机观测。3.2.4观测计划根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP),选择最佳观测时段(卫星多于4颗,且分布均匀,PDOP值小于3),并编排作业调度表。3.3GPS测量的外业实施(1)选GPS测量测站点之间不要求一定通视,图形结构也比较灵活,因

8、此,点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性,并顾及后续测量,选点时应着重考虑。①因为布点不多所以选点时考虑三个点之相互通视,以便后续测量工作的使用;②点周围高度角15°以上不要有障碍物,以免信号被遮挡或吸收;③点位要