關(guān)于礦山測量中GPS技術(shù)應(yīng)用與優(yōu)勢探索

李永鋒

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的GPS技術(shù)有了很大進(jìn)展，并在礦山測量工程中得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨我國經(jīng)濟(jì)水平和科技水平的發(fā)展速度越來越快，礦山測量工作開始成為了全社會所關(guān)注的主要對象之一。GPS技術(shù)在礦山測量工作中有著非常好的效果。基于這一情況，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)做好分析工作，以此可以將其本身的優(yōu)勢全部都發(fā)揮出來。本篇文章將闡述GPS技術(shù)的主要概念，探討GPS技術(shù)的構(gòu)成，分析在礦山測量工作中的優(yōu)勢，并對于具體應(yīng)用方面提出一些合理的見解。

關(guān)鍵詞：礦山測量;GPS技術(shù);應(yīng)用;優(yōu)勢

引言

一直以來礦山測量人員不僅需要進(jìn)行繪制地形圖的工作，還需要進(jìn)行開采監(jiān)督以及損害維護(hù)等工作，這種工作方式使得礦山地質(zhì)工程測量工作的效率逐年下降。為了改善這一局面，需要將礦山數(shù)據(jù)信息化，引入高科技的手段，例如GPS技術(shù)，在全球范圍內(nèi)進(jìn)行定位和導(dǎo)航，使得全球的用戶都能夠獲得全方位、低成本、干凈度的結(jié)果信息，極大的提升了礦山工作的信息化水平。

1 GPS技術(shù)的原理和優(yōu)勢分析

GPS技術(shù)以定位技術(shù)為主要組成部分，其中定位技術(shù)由基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)鏈和流動三部分組成，有效的實(shí)現(xiàn)了動態(tài)監(jiān)測，通過基準(zhǔn)點(diǎn)、控制點(diǎn)與衛(wèi)星之間的完整運(yùn)轉(zhuǎn)，完成相應(yīng)的測量工作。GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是減少了受控因素，與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，GPS技術(shù)受天氣、氣候、地形等影響較小;二是測量范圍明顯增加，減少了搬動儀器的頻數(shù)，一般來說，GPS技術(shù)可以一次完成半徑10km范圍內(nèi)區(qū)域的測量工作，極大程度上減少了測量儀器搬動的頻數(shù)，提高了工作效率;三是測量精度提高，GPS技術(shù)的測量精度明顯有所提升，不存在誤差積累問題;四是自動化技術(shù)程度明顯提高，可以自動完成7d內(nèi)的未知數(shù)據(jù)動態(tài)初始化解算工作，減少了輔助測量工作。

2 GPS技術(shù)在礦山測量工作中的應(yīng)用

2.1GPS靜態(tài)布設(shè)平面控制網(wǎng)

①選點(diǎn)方面的要求。在進(jìn)行選點(diǎn)時候，通常需要盡可能選擇一些地面情況十分平穩(wěn)，易于保護(hù)同時周圍便于設(shè)計(jì)測量裝置的區(qū)域，從而可以為之后的觀察工作提供便利。當(dāng)測量的具體地點(diǎn)確定之后，還需要做好相應(yīng)的標(biāo)記，并提前采取防護(hù)措施。②控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)。當(dāng)每一次測量工作結(jié)束之后，GPS技術(shù)都會出現(xiàn)一個同步的觀測閉合環(huán)。為了確保平面控制網(wǎng)內(nèi)部幾何平衡，必須滿足復(fù)測邊和非同步圖形閉合方面的基礎(chǔ)要求。同時還需要參照R.Asany提出的觀測時段數(shù)計(jì)算公式和各基線數(shù)公式，以此能夠形成全新的GPS控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)。③控制網(wǎng)平差。通常情況下，控制網(wǎng)平差主要可以分成兩個方面，分別是二維約束平差和三維非約束平差。在應(yīng)用GPS技術(shù)的時候，首先需要應(yīng)用其中的三維無約束平差，以此對基線向量的誤差展開測量，并對實(shí)際測出的數(shù)據(jù)展開人工調(diào)整，從而可以得知每一個衛(wèi)星實(shí)際測量需要耗費(fèi)的時間。將其中運(yùn)行存在問題的衛(wèi)星去除，并重新調(diào)整衛(wèi)星采用的時間間隔以及角度，從而選出誤差最小的數(shù)據(jù)。之后再進(jìn)行二維約束平差，以此促使GPS測量工作的精確性進(jìn)一步提高。

2.2GPS控制網(wǎng)施測

①GPS點(diǎn)觀測方式：選擇經(jīng)過檢驗(yàn)的3臺中海達(dá)V30GNSSRTK接收機(jī)進(jìn)行同步觀測，采用靜態(tài)測量模式。②GPS點(diǎn)觀測技術(shù)參數(shù)，按照規(guī)范《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（GBT18314-2009）》進(jìn)行技術(shù)參數(shù)設(shè)置及允許范圍，符合規(guī)范要求。③觀測前編制了衛(wèi)星見性預(yù)報(bào)表，研究所要觀測點(diǎn)的最佳時間段，并制定了工作計(jì)劃。④出發(fā)前檢查了電池電量和接收機(jī)內(nèi)存或磁盤容量是否充足。⑤天線基座嚴(yán)格對中置平;天線高測前、測后各量取一次，誤差≤3mm，取中數(shù)使用。⑥在觀測期間每一臺接收機(jī)有專人看管，防止震動、移動，防止人和物體靠近天線。⑦測量手簿按作業(yè)程序，由作業(yè)員認(rèn)真逐項(xiàng)填寫，手簿記錄清晰、整潔。⑧在觀測期間，不在接收機(jī)旁邊使用對講機(jī);雷雨過境時關(guān)機(jī)停測。⑨觀測中接收機(jī)工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，每日觀測結(jié)束后，均及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計(jì)算機(jī)硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)無丟失。

2.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理就是通過測量系統(tǒng)傳輸回來的數(shù)據(jù)按照預(yù)先的目標(biāo)進(jìn)行處理來得出正確結(jié)論的過程。比較常見的方法是數(shù)據(jù)觀測，就是通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算之后繪制出變化曲線圖，通過對曲線圖的觀察來推導(dǎo)出結(jié)論。這些數(shù)據(jù)就是最終結(jié)論的來源，所以要保證這些數(shù)據(jù)的來源是絕對準(zhǔn)確的、禁得住推敲的。在礦山工程實(shí)際的測量工作中我們通常對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類討論來得出事物的物理性質(zhì)，這一理論可以為礦山工程建設(shè)提供強(qiáng)有力的指導(dǎo)，同樣也可在各類工程建設(shè)中加以應(yīng)用。

2.4測量結(jié)果立體化

根據(jù)GPS的定位工作原理：先獲取到衛(wèi)星的高度截止角，將獲取到的信息經(jīng)過處理后，最終得到的測點(diǎn)三維坐標(biāo)提取出來，所以通過GPS得到的地中工程測量數(shù)據(jù)的結(jié)果都是三維數(shù)據(jù)，即A（x，y，z）的形式，由此輸入到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)當(dāng)中，最終的到的地形圖均以空間立體化的形式輸出，為之后的實(shí)地開采工作提供更加直觀的參考。不僅如此，輸出的地形圖還可以下載到手機(jī)用戶端進(jìn)行實(shí)時交互操作，更加具有實(shí)用性。

3 GPS技術(shù)在礦山測量工作中的優(yōu)勢

3.1采樣技術(shù)和地質(zhì)勘探方面的優(yōu)勢

在早期的礦山測量

工作中，往往都會在特定的范圍之內(nèi)展開，在預(yù)定的測量位置設(shè)置經(jīng)緯儀以及其他各類不同的基礎(chǔ)設(shè)備。盡管之后引入了十分先進(jìn)的基礎(chǔ)技術(shù)，但是在應(yīng)用這些技術(shù)的時候，實(shí)際需要的操作和步驟都過于繁瑣，同時工作的效率也非常低。我們國家在進(jìn)行礦山測量工作的時候，已經(jīng)逐步開始使用GPS技術(shù)，從而解決了早期測量工作中存在的缺陷。對于一個測量點(diǎn)來說，其僅僅只需要架設(shè)一個監(jiān)測站即可，從而能夠?qū)χ車綀A10公里左右范圍內(nèi)的地理信息進(jìn)行獲取。不僅如此，實(shí)際獲得的資料往往也能夠精確到厘米級別，實(shí)際誤差非常小，數(shù)據(jù)資源有著很高的精確性和可靠性。同時操作難度也很低，所需的工作人員數(shù)量也不多。如此一來，測量工作需要耗費(fèi)的時間便大幅度減少，促使其工作效率和測量水平進(jìn)一步提升。當(dāng)測量工作全部結(jié)束之后，工作人員便可以根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)資源，以此完成測量區(qū)域地理環(huán)境的描繪工作。

3.2區(qū)域放樣

區(qū)域放樣是先控制、后碎步的過程，應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行放樣，要明確整個測區(qū)內(nèi)的控制點(diǎn)，制定合適的測量方案，要滿足加密控制網(wǎng)的精度要求?？刂泣c(diǎn)的坐標(biāo)要準(zhǔn)確，對應(yīng)的大地坐標(biāo)也要準(zhǔn)確;放樣數(shù)量要足夠多，保證分布范圍合理，明確測點(diǎn)之間的相互關(guān)系。在實(shí)際操作上，主要分為兩種放樣形式：一是點(diǎn)放樣，二是線放樣。技術(shù)人員只需將設(shè)計(jì)點(diǎn)位坐標(biāo)輸入電子手簿，然后在場地內(nèi)走動，按照GPS接收器的指令操作，即可放樣出設(shè)計(jì)點(diǎn)位。實(shí)踐證實(shí)，利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行區(qū)域放樣，不僅提高了作業(yè)效率，也能保證放樣精度。

結(jié)束語

綜上所述，對于礦山測量工作來說，GPS技術(shù)本身有著很高的應(yīng)用價值。因此相關(guān)工作人員便需要做好研究工作，將技術(shù)層面的優(yōu)勢全部發(fā)揮出來，以此提升測量工作的精確性。

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（作者單位：陜西省太白黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司）