淺談礦山控制測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

張?zhí)K強(qiáng)

（新疆金旺礦業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司，新疆　烏恰　845450）

淺談礦山控制測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

張?zhí)K強(qiáng)

（新疆金旺礦業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司，新疆烏恰845450）

摘要：在科技日新月異發(fā)展的今天，GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的方方面面，尤其是在礦山控制測(cè)量中，GPS技術(shù)的作用已經(jīng)舉足輕重，不僅在很大程度上決定著測(cè)量的效率，而且發(fā)展?jié)摿薮?。本文首先闡述了GPS技術(shù)的工作原理和特征，然后在具體的礦山控制測(cè)量實(shí)踐在分析其應(yīng)用，最后探索了GPS-RTK技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：礦山控制測(cè)量；GPS技術(shù)；GPS-RTK技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，尤其是通信信息技術(shù)的普遍應(yīng)用，以GPS技術(shù)為例，其應(yīng)用不僅涉及土地和地形測(cè)量，而且可以監(jiān)測(cè)工程、變形、地表沉陷等，其優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，是海、陸、空精準(zhǔn)定位和精密測(cè)量中必不可少的技術(shù)。

1　GPS技術(shù)的工作原理和特征

1.1GPS技術(shù)的工作原理

GPS定位系統(tǒng)是由基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)鏈、流動(dòng)站三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的，目的在于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)信息，將較高控制點(diǎn)的精度作為基準(zhǔn)點(diǎn)的原理，在地面的接收機(jī)可以連續(xù)觀測(cè)衛(wèi)星，在流動(dòng)站內(nèi)的接收機(jī)除了接收信號(hào)，還要通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站的觀測(cè)信息，按照相對(duì)定位原理，流動(dòng)站內(nèi)的計(jì)算機(jī)手薄可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量精度和三維坐標(biāo)。通過這一系列完整的運(yùn)轉(zhuǎn)，我們就可以根據(jù)各自的需求獲取實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測(cè)質(zhì)量和基線結(jié)算結(jié)果情況，并按照監(jiān)測(cè)點(diǎn)的精度指標(biāo)決定觀測(cè)時(shí)間，目的在于最大限度地提高工作效率。由此可見，GPS技術(shù)的內(nèi)部運(yùn)行已十分完整成熟，可以將其應(yīng)用于通信信息技術(shù)的方方面面。

1.2GPS技術(shù)的特征

在已有的礦山控制測(cè)量實(shí)踐中，GPS技術(shù)已經(jīng)向人們展示了其全方位、多角度、高精度、全天候的優(yōu)勢(shì)，除此之外，其還有其他優(yōu)缺點(diǎn)。

GPS技術(shù)在礦山控制測(cè)量中的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面：（1）可以改變過去測(cè)量速度和精度受天氣、地形、氣候等因素影響的弊端。通常情況下，GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一次性測(cè)量方圓10km的區(qū)域，徹底轉(zhuǎn)變了過去多臺(tái)測(cè)量?jī)x器多次搬動(dòng)的現(xiàn)象，大大提高了測(cè)量效率。（2）GPS技術(shù)依然可以及時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度的定位，并獲取安全有效的數(shù)據(jù)，且無誤差積累。（3）GPS技術(shù)的自動(dòng)化控制能夠完成不同的內(nèi)外作業(yè)測(cè)量，自動(dòng)完成長(zhǎng)達(dá)7天的未知數(shù)動(dòng)態(tài)初始化解算，最大限度地減少輔助測(cè)量工作，并且自動(dòng)控制和記錄測(cè)量精度，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。

GPS技術(shù)在礦山控制測(cè)量中的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面：（1）GPS技術(shù)在觀測(cè)中是否一直保持工作狀態(tài)，其獲取數(shù)據(jù)是否值得信賴，數(shù)據(jù)鏈通訊是否正常等無法準(zhǔn)確保證。（2）在我國部分山區(qū)，GPS技術(shù)在作業(yè)時(shí)會(huì)受到高程異常值的局限，其轉(zhuǎn)換精準(zhǔn)度不是很準(zhǔn)確，誤差較大，導(dǎo)致GPS技術(shù)在海拔高程的工作很難實(shí)施，出現(xiàn)不均衡的精準(zhǔn)度現(xiàn)象，從整體上降低了高程測(cè)量的精準(zhǔn)度。（3）GPS技術(shù)在其正常作業(yè)時(shí)會(huì)偶爾出現(xiàn)某區(qū)域或某時(shí)間段的解算時(shí)間較長(zhǎng)現(xiàn)象，甚至不能得到固定的雙差值。

2　GPS技術(shù)在具體礦山控制測(cè)量實(shí)踐中的應(yīng)用

以某金礦礦山工程為例，研究GPS技術(shù)在其實(shí)踐中的應(yīng)用。

2.1在控制網(wǎng)中的設(shè)計(jì)

將GPS技術(shù)設(shè)為該礦區(qū)的首級(jí)控制網(wǎng)，主要通過邊相連接的方式進(jìn)行，將控制網(wǎng)的長(zhǎng)度保持在0.2-0.5km之間，最弱的邊緣相對(duì)誤差必須小于等于1/40000，GPS技術(shù)的接收機(jī)作為標(biāo)稱精度的固定差應(yīng)該控制在10mm，比例誤差系數(shù)應(yīng)該控制在20。為了使所有技術(shù)都符合GPS的測(cè)量規(guī)范，該礦區(qū)設(shè)置的控制點(diǎn)包括5個(gè)起算點(diǎn)和6個(gè)加密點(diǎn)。

2.2選點(diǎn)和埋石情況

根據(jù)該礦區(qū)的地形地貌展開初步設(shè)計(jì)，地圖比例設(shè)定為1∶10000，接著以保證GPS作業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于該礦區(qū)的地貌大部分由片麻巖和安山巖組成，所以在實(shí)際操作中刻GPS中心標(biāo)志時(shí)應(yīng)該選擇結(jié)實(shí)的巖石，并采用紅油漆填涂，這樣不僅利于保存和使用，而且大大降低了花費(fèi)、節(jié)省了時(shí)間。

2.3觀測(cè)工作

該礦區(qū)在測(cè)量選擇儀器時(shí)選擇了四臺(tái)單頻的GPS系統(tǒng)接收機(jī)，其精準(zhǔn)度的平面為5mm+1.5ppm，高程為6mm+1.5ppm。為了更好地實(shí)現(xiàn)觀測(cè)目的，應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：（1）不能重復(fù)建設(shè)觀測(cè)站，概率保持在百分之六十以上。（2）每個(gè)時(shí)間段的觀測(cè)時(shí)間均不能超過1小時(shí)。（3）衛(wèi)星觀測(cè)必須保持在150的高度角以上。（4）保持至少4顆的有效觀測(cè)衛(wèi)星。（5）點(diǎn)位幾何的圖形強(qiáng)度因子必須小于6。（6）在觀測(cè)數(shù)據(jù)采樣時(shí)，時(shí)間間隔應(yīng)該是15秒。（7）觀測(cè)前后的量為天線高，二者較差必須少于3mm。

3　GPS-RTK技術(shù)在具體礦山控制測(cè)量實(shí)踐中的應(yīng)用

圖紙測(cè)繪和礦區(qū)地形測(cè)繪是目前礦山建設(shè)階段各項(xiàng)工作的重要組成部分，但隨著社會(huì)的快速進(jìn)步，一方面促進(jìn)了礦山的自身建設(shè)，另一方面也為決策者提出更高地要求，尤其是測(cè)量圖紙的現(xiàn)實(shí)性。測(cè)量工作者在修測(cè)并補(bǔ)測(cè)區(qū)域地形的基礎(chǔ)上，還必須進(jìn)行廣泛的規(guī)劃地形圖和專用地籍圖研究，而GPS-RTK技術(shù)則很好地解決了這一問題，與過去的測(cè)量方式相比，這一技術(shù)的應(yīng)用不僅很大程度上減少了工作量，而且大大提高了工作效率。

4　結(jié)語

與過去傳統(tǒng)觀測(cè)技術(shù)相比，GPS技術(shù)以其優(yōu)越的成本、精準(zhǔn)度和工作效率等優(yōu)勢(shì)迅速被應(yīng)用于測(cè)量工作，更能成功克服地表障礙、地形崎嶇、山丘過多等難題，轉(zhuǎn)變了過去控制網(wǎng)不靈活、受通視條件限制較大、觀測(cè)精準(zhǔn)度不夠高的的弊端，但其自身缺陷也不容忽視，所以在具體實(shí)踐中，應(yīng)該因地制宜地展開觀測(cè)工作，將GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大。

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作者簡(jiǎn)介：張?zhí)K強(qiáng)（1985—），男，山東菏澤人,本科，助理工程師，主要從事礦山測(cè)量技術(shù)工作。