一种用于地球物理勘探的野外点位放样方法与流程

本发明涉及地球物理勘探领域，具体涉及一种用于地球物理勘探的野外点位放样方法。

背景技术：

1、地球物理勘探是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件，常见的勘探方法包括重力勘探、磁力勘探、电法勘探、地震勘探以及放射性物探等。

2、在勘探前，一般需要进行现场踏勘，然后确定勘探方法，调整相关仪器参数。在开展磁力勘探和电法勘探前，需要布设探测网，选择点位进行联测，在布测点位时，通常需要用到gps-rtk测量系统用于辅助点位确定，市面上常见的rtk测量系统例如q200-rtk测量仪，在使用rtk测量仪测量时，先根据探测图确定参考站位置，然后研究员再手持移动端根据坐标找到对应的点位。

3、在实际运用过程中，由于野外工况环境复杂，参考站在野外工作时，传统坐标测量方法通常是以参考站为基准，点对点确定坐标，由于传统的参考站通常用三角形支架搭载，传统三脚架中接收器通常采用螺纹固定方式，但由于基准点不平，使接收器与地面难以保持垂直进而可能使基准参考位置偏移，导致移动端目标点位有较大偏差，同时，传统的“两点”确定点位的方法在野外环境中不准确，导致测量时经常会出现在相同位置移动端高程坐标显示不同的问题，为此，需要多次调整接收器高度，对同一坐标点位反复测量，以校准高程数据，确保结果的可靠性。

4、因此，本发明提供一种用于地球物理勘探的野外点位放样方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种用于地球物理勘探的野外点位放样方法，用于解决野外环境复杂导致放样坐标偏差大、重复性差的问题，同时优化三脚架结构，解决野外接收机放置难以竖向垂直地面造成参考站定位不准的问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于地球物理勘探的野外点位放样方法，包括以下步骤：

3、步骤一，前期准备和现场踏勘：收集工作区及邻近区地质、物化探资料，进行现场踏勘了解工作区现场特征；

4、步骤二，现场实验：收集工作区有用信号和干扰强度的观测精度、工作区矿石物性特征，确定物理勘探方法并设计探测网；

5、步骤三，确定基准站位置：根据设计探测网确定若干的控制点，控制点上均设置基准站，基准站包括可调三脚架、接收机、电瓶和天线；当安装接收机时，利用三脚架的可调机构，调整接收机的角度位置，使接收机垂直于地面，再利用固定机构固定接收机，可调机构能防止因各基准站架设时接收机相位中心不统一、倾斜角度不一致所导致的基准偏差，同时根据设计调整三脚架的高度，将当前高度记为设计高度；

6、步骤四，确定放样点位：以各基准站为原点，分别计算放样点的理论坐标，将计算出的坐标位置输入移动端，根据移动端指引找对应的设计放样点位并在分布图上做好标记，以设计放样点中心为圆点建立目标圆，各目标圆交叉所形成的图形的几何中心为校准放样点，记录校准放样点的平面坐标；

7、步骤五，校准放样坐标高程：调整基准站的高度，将调整后的高度记为校准高度，并同步调整移动端的高度，将移动端放置于校准放样点的位置，并测量校准放样点位的高程。

8、进一步，步骤一中，现场踏勘工作内容包括地形地貌、水系特征、标高及高差、覆盖程度和气候条件的测量和收集。

9、进一步，步骤二中，现场实验中选择远离高压线、河流的区域，实验内容包括地震勘探实验和电法勘探实验。

10、进一步，步骤三中，可调机构包括底座和半球体，半球体位于底座内，半球体内铰接有第一导向条和第二导向条，且第一导向条与第二导向条铰接，第一导向条与第二导向条的铰接处开有第一通道，半球体上开有与第一通道对应的第二通道，底座底部设有支撑座，底座通过螺母固定于支撑座上，支撑座底部固定连接有伸缩杆，伸缩杆与支撑座间开有通孔，固定机构设于支撑座内。

11、进一步，固定机构包括推块和锁环，推块对称滑动连接于支撑座内，锁环固定连接于推块上，推块位于底座内部。

12、进一步，步骤四中，移动端的高度与基准站的高度一致，手持移动端寻找设计放样点位时，移动端的杆身与地面保持垂直。

13、进一步，步骤四中，目标圆的半径优选为0.3至0.6米。

14、进一步，步骤四中，利用金属探测器或探地雷达辅助确定校准放样点，并记录校准放样点信息包括点号、x坐标、y坐标，标记物类型和现场照片。

15、进一步，步骤五中，将校准放样点的平面坐标和高程与步骤四中计算出的理论坐标进行比对，计算水平位置偏差和高程偏差，若水平位置偏差超过预设阈值或高程偏差超过预设阈值，则重复步骤四和步骤五，重新确定校准放样点并测量高程，直至水平位置偏差和高程偏差均在允许范围内；将最终满足偏差要求的校准放样点作为最终放样成果，记录其坐标和高程数据，并生成放样成果表。

16、进一步，校准放样点位与设计放样点间的偏差阈值为水平偏差±0.2m，高程偏差±0.2m。

17、基础方案的原理：首先，调查并建立环境模型，先前期准备工作通过资料收集与现场踏勘建立工作区环境特征数据库，并结合现场实验量化有用信号与矿石参数特征。

18、其次，校准基准站，核心在于通过调节机构与固定机构配合使基准站与现场环境适应，解决传统放样中因地形复杂导致基准站基准位置产生偏差。传统三脚架难以在起伏地面保证接收机轴线与垂直地面。在基准站中引入由底座、半球体、铰接的第一导向条和第二导向条构成的可调机构。利用半球体的自由旋转特性与双导向条的联动铰接，实现接收机在三维空间内的无级姿态调整。当操作人员调节第一导向条和第二导向条时，半球体在底座内产生对应转动，使接收机平面始终追随重力方向。配合固定机构利用推块与锁环对称锁紧，确保调整后的垂直姿态在后续作业中不发生漂移。在重力自垂作用下进行微调，其机械增益远高于传统脚螺旋，尤其适用于坡度大于15°的野外环境。

19、此外，多点位测算辅助矫正目标点位，多点位架设基准站，辅助水平校准从而找到校准放样点位，以校准点位为中心，结合工作区地形起伏程度和移动端实时定位精度，动态设定半径0.3m至0.6m的目标圆，并利用金属探测器或探地雷达辅助确定精确放样点位，同时多次调整接收机轴向高度，辅助高程校准，使放样点位确定更加精准。

20、本方案的有益效果在于：1、提升接收机垂直安装精度，保障数据质量。通过可调机构“半球体+双导向条”与固定机构“推块+锁环”的协同工作，使接收机在坡度0°至40°的野外地面均能实现快速、稳定的垂直校准。将安装垂直度误差可控制在0.5°以内，相较于传统三脚架，接收器垂直安装角度精度提升，避免了因接收机安装倾斜所导致的基准偏差。

21、2、构建了“多点交叉-圆形几何校准”机制，大幅提高了放样点平面位置的确定精度。利用多个基准站辅助校准定位，找到多个放样点，解决密林、沟谷、矿区废石堆等gps信号遮挡或反射严重区域“定不准”的行业痛点，并以放样点为中心设置目标圆，再以目标圆辅助确定最终矫正放样点，可灵活兼顾不同地形起伏程度和移动端实时定位精度的差异，相比于单点测量方式，本方案平面和高程定位精度更加精准。

22、3、实现了平面坐标与高程的双重校准。通过调整基准站与移动端高度并进行多次测量来校准放样点的高程，确保放样点高程测量的准确性，规避了相同位置移动端高程坐标显示不同的问题。

23、4、适用范围广、拓展性强。适用于地震检波器、电法电极等常规接收机放样，还可推广至无人机航磁地面标记点、insar角反射器安装等高精度点位场景。同时，步骤四中半径可调的目标圆设计，使其能够灵活适配平原、高山峡谷等不同地形，具有良好的跨区域普适性。

24、5、显著提升作业效率，降低单点放样综合成本。多点位协同快速锁定目标圆，以理论坐标为中心动态设定目标圆，作业人员无需精确瞄准点位，只需在圆内进行金属探测器二次精查，大幅减少rtk移动端反复对中、等待固定解的时间。

25、6、提高设计放样点位在实际放样中的准确性。相较于传统“两点定位法”本方案采用多点位辅助矫正，确保设计放样点位与实际放样点位的一致性。