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地质勘探中的静态 GPS 定位应用研究

发布日期:2019-06-17  来源:万方  浏览次数:1043
  地质勘探中的静态 GPS 定位应用研究奚向成(河南省豫鹤同力水泥有限公司 河南鹤壁 458030)

摘要:随着 GPS 技术的推广与应用,我国在地质勘探工程中也引入了 GPS 定为技术,由此大幅的提升了测绘工作的准确程度,进而增强了勘探工程的施工效率。特别是在在地质勘探工作中引入静态 GPS 技术,地质勘探工程中的测绘工作可谓进入了一个新的里程碑。本文主要探讨了矿山地质勘探中 GPS 定位技术的应用,以期为相关人士提供一定的借鉴与参考。关键词:静态 GPS 定位;地质勘探;

应用引言所谓 GPS,即是指全球定为系统。主要有由 GPS 星座、地面监控站和用户接收器组成。其具有一系列的优势特征,比如易操作、方法简便、测量精准度高、作业周期短,并且不易受到外界环境条件的影响。应用于矿山地质勘探工程施工中,发挥了极具重要的价值与作用。 1 在矿山地质勘探工作中静态 GPS 定位所发挥出的作用与价值首先,在整体矿山地质勘探工程中,定位工作是首要环节,同时也是最为关键的环节,占据着相当重要的地位。在地表和井下布置钻孔,明确井下矿层的具体方位,了解井下的构造形式等,这些施工内容均需首先获得精准的定位后才能顺利进行后续工作。对钻孔进行布置时,尽可能的以最短的距离,最好的时间,最佳的地质效果进行布置。在地质勘查工作过程中,因为地形出现变化的几率很高,且矿体及地质构造等地质条件的变化也无规律可循。所以,地质勘探定位工作任务重、需要进行测试的点数量多,必须注重定位的工作质量,加强定位的准确性具有重要的意义;其次,在矿山勘察中引入静态 GPS 系统,一定程度上能够优化开采区的具体范围领域,较与传统技术,其操作方法更加简便、快速,在降低人力资源使用及工期的同时也极大降低了施工的盲目性。采用静态 GPS 定为技术,可以很快的掌握开采区地质构造的发育状态、矿体信息等全部地质情况信息资料,并能有效的保证信息的准确度。实施井下开采的施工过程中,地应力作用会渐渐的集中于矿体层内,在同一应力场中,每一部分的应力并不均衡,如果开采施工未严格相关规范要求来进行,那么会对原有的应力平衡造成一定破坏,由此使记忆残余应力骤然得到释放,进而引发一系列的工程事故,严重影响了开采工作的顺利进行。然而通过静态 GPS 定为技术,能够利用三维地震勘探技术对地质小构造的实际发育状态进行一定的控制,实现地质勘查的预测效果,从而有效杜绝了安全隐患的发生。在地质勘查中使用三维地震勘探技术方法,在很大程度上能够降低突发状况的发生机率,由此大大提升了勘探工作的可靠性以及安全性。

2 在矿井地质勘探钻孔定位及复测中静态 GPS 的具体应用一般情况下,对静态 GPS 技术的测量速度的具体确定,是通过初始化的时间多少来进行的,而初始化时间又受多方面的因素制约,比如接收机的性能、接收卫星的工作质量等等,若要以最短的时间进入工作状态,那么初始化一般所需 20 秒至 2 分钟时间不等。一般接收 3 至 7 颗以上的卫星进行工作。 2.1 工作效率高采用静态 GPS 定位技术对矿井地质进行复测勘查时,矿山企业的内部工作网络必须和矿区三角控制网进行连接才能开展工作,由此是复测复测勘查的工作半径平均增长了大约 4 千米,最长边长也都在 10 千米内,一般情况下,静态 GPS 的工作半径大约为 20 千米,在此种条件进行复测勘查,极大的满足了静态 GPS 工作条件。一般条件下,通过 3 台套仪器,每站设置一名工作人员对仪器实施操作,且完成搬运工作。每一操作站的工作时间达到 40 分钟以上,这样完全能够求得该站三维值。在节约人力的同时提升了工作效率。 2.2 定位精度高随着静态 GPS 技术的推广与应用,其在矿区的工作范畴越来越广,比如应用在工程点测量、地形地貌测量、采样点定位等等。常规的地质勘查测量工作中,因受工作范围所限,所测量的数据往往会出现一定的误差情况,而静态 GPS 技术的工作范畴在 2-5 千米之间,且在相关规程的要求时间内进行工作,通常所获得的平面高程精度均可以控制在 5 毫米之内,从而有效避免了误差现象的发生。由此看出,通过 GPS 所观测的精度远远优于常规的测量方式,通常情况下,GPS 基线向量的相对精度能够保持在 0.00001-0.000000001 范围,由此充分体现出了 GPS 技术的优势特征。 2.3 全天候作业由于静态 GPS 技术的工作条件比较宽泛,所受到制约因素不多,比如工作状态下不受光线云层的环境条件所限,不用达到光学通归的要求,只要具备电磁波通视以及空间通视的相关要求,即便在晚间、多云的气候条件下也能够进行正常作业,从而大大提升了作业效率,较与常规的测量方法,其具有着明显的优越性,达到了全天候作业。 2.4 内业解算一般情况下,根据相关解算程序,每 4 至 6 分钟可以解算一组了,具有操作简易、数据精确完整的特点。 2.5 选点方式灵活多样,投入资少静态 GPS 测量技术,对测站间的相互通视没有具体的规范要求,选点的空间范围广,形式灵活多样,且无需进行造标,极大降低了经济成本,同时减少了布网资金的投入。 3 在地质勘测工作中应用静态 GPS 技术的弊端所在 3.1 传播区域存在一定的误差现象在静态 GPS 技术测量中,主要是通过电磁波的传播方式,对卫星与接收机两者的距离进行计算,由此获得准确的结果。距离是按照电磁波传播时间以及传播的速度来进行确定的,当电磁波的传播时间得到确定,然而其传播速度并不是唯一的,不同时空条件下,传播速度是不同的,比如大气层中的电离层与对流层会对电磁波的信造成极大的影响,GPS 系统只能对传播速度进行平均计算,由此一定程度上降低了结果的精准度。 3.2 影响观测点精度存在一定的误差 GPS 技术获取相关的数据的方式主要是通过接收卫星发射的信号经处理后得到点位坐标,通常情况下,静态 GPS 测量观测点的位置不会发生变化,而随着测量区域的改变,所选择的控制点位置极可能会随之发生改变,致使信号的接收受到一定干扰,由此不利于信息的采集工作,从而使坐标点可能发生一定的误差情况。

 3.3 地形复杂多样的区域作业,产生一定的误差 GPS 测量技术一般对信号的固定性有着较高的要求,因此其测量工作尤适于平整辽阔、具备良好的通视条件的区域实施,当处于地形复杂多变的矿山或者通视条件不佳的林区、山区等区域时,由于这种区域存在着干扰信号传播的很多障碍物,比如树木、山峰、峭壁等均会不利于信号的正常接收,甚至接收不到信号,严重影响了数据测量的精准度,从而产生一定的误差。结束语在地质勘查工作中,静态 GPS 定为技术发挥着极其重要的作用与价值,得到了各勘查企业的普遍应用,较与常规的测量技术,其具有着一系列的优越性,是地质勘查勘测技术发展的重要的里程碑,所测得数据更加具有可靠性,大大提高了工程作业效率,进而为勘探矿山的高效生产、顺利施工打下了良好的根基。参考文献 [1]张庆如,曹振华,陶国轩.GPS 全站仪在矿区地质勘探工程测量中的控制应用分析[J].电子测试,2013,(08):114-115. [2]刘边文.分析瞬变电磁法在矿井水文地质勘探中的应用[J].科技传播,2013,(09):203-205. [3]郭继军.浅论小型矿井的地质勘探方法[J].科技风,2013,(10):137. [4]陆军平.开展多元勘探手段,预防矿井地质灾害的发生[J].山东炭科技, 2015,(02):208-210. 万方数据

 
 
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