浅谈GPS技术在地质勘查中的应用

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高新技术
浅谈GPS技术在地质勘查中的应用
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(黑龙江省第一地质勘察院，
【摘要】GPS技术在地质勘查中的应用促进了中国地质事业
的高精度和高效益、使地质勘查工业更加自动化和网络化。GPS改
变了地质勘查传统落后的状态，使地质勘查领域步入一个崭新的时
代。本文分析了目前地质勘查测量作业的特点，探讨了GPS水准测
量在地质勘查中的应用。
【关键词】GPS技术；地质勘查；水准仪；测距仪
引言
全球定位系统(GPS)是英文缩写词NAVsTAR／GPs的简称，即“授
时与测距导航系统／全球定位系统”。
全球定位系统GPS于1973年由美国政府组织研制，耗费巨资，
历经约2O年，于1993年全部建成。该系统是伴随现代科学技术的
迅速发展而建立起来的新一代精密卫星导航和定位系统，不仅具有
全球性、全天候、连续的三维测速、导航、定位与授时能力，而且
具有良好的干扰性和保密性。该系统的研制成功已成为美国导航技
术现代化的重要标志，被视为本世纪阿波罗登月计划和航天飞机计
划之后的又一重大科技成就。
随着GPS系统步入试验和实用阶段，其定位技术的高度自动化
及所达到的高精度和巨大的潜力，引起了各国政府的普遍关注，同
时引起了广大地质工作者的极大兴趣。特别是近几年来，GPS定位
技术在应用基础的研究、新应用领域的开拓、软硬件的开发等方面
都取得了迅速发展。目前，GPS精密定位技术已经广泛地渗透到了
经济建设和科学技术的许多领域，尤其是在大地测量学及相关学科
领域，如地球动力学、海洋大地测量学、地球物理和资源勘探等方
面的广泛应用，充分显示了这一卫星定位技术的高精度和高效益。
这预示地质勘查界将面临着一场意义深远的变革，从而使地质勘查
领域步入一个崭新的时代。
1在测量中常用的高程系统及相互关系
(1)大地高系统：大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程
系统 某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭
球面的交点间的距离。大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯
几何量，不具有物理意义， 同一个点，在不同的基准下，具有不同
的大地高。
(2)正高系统：正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。
某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的
距离，正高用符号Hg表示。
(3)正常高系统：正常高系统是以似大地水准面为基准的高程
系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的
交点之间的距离，正常高用Hr表示。
(4)高程系统之间的转换关系
大地水准面到参考椭球面的距离，称为大地水准面差距，记为
hg。
似大地水准面到参考椭球面的距离，称为高程异常，记为‘
大地高与正高之间的关系可以表示为：H=Hg+hg
大地高与正常高之间的关系可以表示为：H=Hr+ ‘
2GPS水准高程方法
由于GPS水准测量得到的是地面点的大地高，而我国的国家高
程系统为正常 高系统，它是与正高系统非常接近，在实际中又
能严格和精确求定的，因此，为了得到某点的正常高，须知道该点
的大地高H和高程异常∈。
(1)等值线图法
从高程异常图查出各点的高程异常‘，然后采用下式可计算出
正常高Hr。 、
Hr= H一(
星
黑龙江牡丹江157011】
(2)地球模型法
地球模型法本质上是一种数字化的等值线图， 目前国际上较常
用的地球模型有EGM96(GLOBAL)。根据笔者这几年的经验，EGM96
(GLOBAL)地球模型在测区不大的情况下比较适合于我国。
(3)地球模型法
如果己知某点的正常高，且利用GPS观测该点的大地高，则可
精确求得该点的高程异常，考虑到地质勘查测量控制网的范围较小，
似大地水准面的变化较平缓，因此，可利用一些联测水准的GPS点，
求得各点的高程异常值，再用曲面拟合的方法来逼近似大地水准面，
以求得其他GPS点的高程异常，从而达到高程系统转换的目的。
3 GPS水准高程在地质勘查测量中的应用
在小范围的地质勘查测量项目，用GPS水准高程方法完全可以
取代传统方法建立测区的高程系统。如果测区采用独立高程系统，
各控制点间的高程精度完全能够达到四等水准测量的精度。如果测
区高程系统采用GPS水准测量方法和国家高程网联测，在联测点精
度满足三等水准精度并且联测距离
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2014-9-30 07:37 上传

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