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                        地質勘探中的靜態 GPS 定位應用研究

                        發布日期:2019-06-17  來源:萬方  瀏覽次數:1147
                          地質勘探中的靜態 GPS 定位應用研究奚向成(河南省豫鶴同力水泥有限公司 河南鶴壁 458030)

                        摘要:隨著 GPS 技術的推廣與應用,我國在地質勘探工程中也引入了 GPS 定為技術,由此大幅的提升了測繪工作的準確程度,進而增強了勘探工程的施工效率。特別是在在地質勘探工作中引入靜態 GPS 技術,地質勘探工程中的測繪工作可謂進入了一個新的里程碑。本文主要探討了礦山地質勘探中 GPS 定位技術的應用,以期為相關人士提供一定的借鑒與參考。關鍵詞:靜態 GPS 定位;地質勘探;

                        應用引言所謂 GPS,即是指全球定為系統。主要有由 GPS 星座、地面監控站和用戶接收器組成。其具有一系列的優勢特征,比如易操作、方法簡便、測量精準度高、作業周期短,并且不易受到外界環境條件的影響。應用于礦山地質勘探工程施工中,發揮了極具重要的價值與作用。 1 在礦山地質勘探工作中靜態 GPS 定位所發揮出的作用與價值首先,在整體礦山地質勘探工程中,定位工作是首要環節,同時也是最為關鍵的環節,占據著相當重要的地位。在地表和井下布置鉆孔,明確井下礦層的具體方位,了解井下的構造形式等,這些施工內容均需首先獲得精準的定位后才能順利進行后續工作。對鉆孔進行布置時,盡可能的以最短的距離,最好的時間,最佳的地質效果進行布置。在地質勘查工作過程中,因為地形出現變化的幾率很高,且礦體及地質構造等地質條件的變化也無規律可循。所以,地質勘探定位工作任務重、需要進行測試的點數量多,必須注重定位的工作質量,加強定位的準確性具有重要的意義;其次,在礦山勘察中引入靜態 GPS 系統,一定程度上能夠優化開采區的具體范圍領域,較與傳統技術,其操作方法更加簡便、快速,在降低人力資源使用及工期的同時也極大降低了施工的盲目性。采用靜態 GPS 定為技術,可以很快的掌握開采區地質構造的發育狀態、礦體信息等全部地質情況信息資料,并能有效的保證信息的準確度。實施井下開采的施工過程中,地應力作用會漸漸的集中于礦體層內,在同一應力場中,每一部分的應力并不均衡,如果開采施工未嚴格相關規范要求來進行,那么會對原有的應力平衡造成一定破壞,由此使記憶殘余應力驟然得到釋放,進而引發一系列的工程事故,嚴重影響了開采工作的順利進行。然而通過靜態 GPS 定為技術,能夠利用三維地震勘探技術對地質小構造的實際發育狀態進行一定的控制,實現地質勘查的預測效果,從而有效杜絕了安全隱患的發生。在地質勘查中使用三維地震勘探技術方法,在很大程度上能夠降低突發狀況的發生機率,由此大大提升了勘探工作的可靠性以及安全性。

                        2 在礦井地質勘探鉆孔定位及復測中靜態 GPS 的具體應用一般情況下,對靜態 GPS 技術的測量速度的具體確定,是通過初始化的時間多少來進行的,而初始化時間又受多方面的因素制約,比如接收機的性能、接收衛星的工作質量等等,若要以最短的時間進入工作狀態,那么初始化一般所需 20 秒至 2 分鐘時間不等。一般接收 3 至 7 顆以上的衛星進行工作。 2.1 工作效率高采用靜態 GPS 定位技術對礦井地質進行復測勘查時,礦山企業的內部工作網絡必須和礦區三角控制網進行連接才能開展工作,由此是復測復測勘查的工作半徑平均增長了大約 4 千米,最長邊長也都在 10 千米內,一般情況下,靜態 GPS 的工作半徑大約為 20 千米,在此種條件進行復測勘查,極大的滿足了靜態 GPS 工作條件。一般條件下,通過 3 臺套儀器,每站設置一名工作人員對儀器實施操作,且完成搬運工作。每一操作站的工作時間達到 40 分鐘以上,這樣完全能夠求得該站三維值。在節約人力的同時提升了工作效率。 2.2 定位精度高隨著靜態 GPS 技術的推廣與應用,其在礦區的工作范疇越來越廣,比如應用在工程點測量、地形地貌測量、采樣點定位等等。常規的地質勘查測量工作中,因受工作范圍所限,所測量的數據往往會出現一定的誤差情況,而靜態 GPS 技術的工作范疇在 2-5 千米之間,且在相關規程的要求時間內進行工作,通常所獲得的平面高程精度均可以控制在 5 毫米之內,從而有效避免了誤差現象的發生。由此看出,通過 GPS 所觀測的精度遠遠優于常規的測量方式,通常情況下,GPS 基線向量的相對精度能夠保持在 0.00001-0.000000001 范圍,由此充分體現出了 GPS 技術的優勢特征。 2.3 全天候作業由于靜態 GPS 技術的工作條件比較寬泛,所受到制約因素不多,比如工作狀態下不受光線云層的環境條件所限,不用達到光學通歸的要求,只要具備電磁波通視以及空間通視的相關要求,即便在晚間、多云的氣候條件下也能夠進行正常作業,從而大大提升了作業效率,較與常規的測量方法,其具有著明顯的優越性,達到了全天候作業。 2.4 內業解算一般情況下,根據相關解算程序,每 4 至 6 分鐘可以解算一組了,具有操作簡易、數據精確完整的特點。 2.5 選點方式靈活多樣,投入資少靜態 GPS 測量技術,對測站間的相互通視沒有具體的規范要求,選點的空間范圍廣,形式靈活多樣,且無需進行造標,極大降低了經濟成本,同時減少了布網資金的投入。 3 在地質勘測工作中應用靜態 GPS 技術的弊端所在 3.1 傳播區域存在一定的誤差現象在靜態 GPS 技術測量中,主要是通過電磁波的傳播方式,對衛星與接收機兩者的距離進行計算,由此獲得準確的結果。距離是按照電磁波傳播時間以及傳播的速度來進行確定的,當電磁波的傳播時間得到確定,然而其傳播速度并不是唯一的,不同時空條件下,傳播速度是不同的,比如大氣層中的電離層與對流層會對電磁波的信造成極大的影響,GPS 系統只能對傳播速度進行平均計算,由此一定程度上降低了結果的精準度。 3.2 影響觀測點精度存在一定的誤差 GPS 技術獲取相關的數據的方式主要是通過接收衛星發射的信號經處理后得到點位坐標,通常情況下,靜態 GPS 測量觀測點的位置不會發生變化,而隨著測量區域的改變,所選擇的控制點位置極可能會隨之發生改變,致使信號的接收受到一定干擾,由此不利于信息的采集工作,從而使坐標點可能發生一定的誤差情況。

                         3.3 地形復雜多樣的區域作業,產生一定的誤差 GPS 測量技術一般對信號的固定性有著較高的要求,因此其測量工作尤適于平整遼闊、具備良好的通視條件的區域實施,當處于地形復雜多變的礦山或者通視條件不佳的林區、山區等區域時,由于這種區域存在著干擾信號傳播的很多障礙物,比如樹木、山峰、峭壁等均會不利于信號的正常接收,甚至接收不到信號,嚴重影響了數據測量的精準度,從而產生一定的誤差。結束語在地質勘查工作中,靜態 GPS 定為技術發揮著極其重要的作用與價值,得到了各勘查企業的普遍應用,較與常規的測量技術,其具有著一系列的優越性,是地質勘查勘測技術發展的重要的里程碑,所測得數據更加具有可靠性,大大提高了工程作業效率,進而為勘探礦山的高效生產、順利施工打下了良好的根基。參考文獻 [1]張慶如,曹振華,陶國軒.GPS 全站儀在礦區地質勘探工程測量中的控制應用分析[J].電子測試,2013,(08):114-115. [2]劉邊文.分析瞬變電磁法在礦井水文地質勘探中的應用[J].科技傳播,2013,(09):203-205. [3]郭繼軍.淺論小型礦井的地質勘探方法[J].科技風,2013,(10):137. [4]陸軍平.開展多元勘探手段,預防礦井地質災害的發生[J].山東炭科技, 2015,(02):208-210. 萬方數據

                         
                         
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