呂鵬飛
(冀中能源股份有限公司東龐礦地測(cè)科,河北 邢臺(tái) 054000)
GPS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用探究
呂鵬飛
(冀中能源股份有限公司東龐礦地測(cè)科,河北 邢臺(tái) 054000)
隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展,礦山測(cè)量也有了新型的測(cè)量方法。傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要的工時(shí)長,而且測(cè)量時(shí)有局限,測(cè)量結(jié)果也不精確,新型的測(cè)量方法就是使用GPS進(jìn)行定位測(cè)量,測(cè)量精確度高,測(cè)量起來也很方便,所以不論是從經(jīng)濟(jì)效益還是準(zhǔn)確度等考慮都應(yīng)該在礦山測(cè)量時(shí)使用這種方法。本文將對(duì)GPS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行簡單的分析。
精確度;現(xiàn)代測(cè)量技術(shù);動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
礦山測(cè)量是一門隨著社會(huì)發(fā)展而動(dòng)態(tài)變換的科學(xué),它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷更新,對(duì)于這樣的科學(xué)既需要鞏固傳統(tǒng)的領(lǐng)域,還要不斷創(chuàng)新,不管是應(yīng)用體系還是應(yīng)用模式上都要?jiǎng)?chuàng)新,只有不斷創(chuàng)新才能更加適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。
現(xiàn)在的礦山測(cè)量運(yùn)用GPS系統(tǒng),這項(xiàng)技術(shù)在測(cè)繪科學(xué)中的應(yīng)用越來越成熟,計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力發(fā)展推進(jìn)了礦山測(cè)量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取測(cè)量信息,并加以分析和處理。礦山的測(cè)量技術(shù)在大部分煤礦、金屬礦以及有色金屬礦等的生產(chǎn)過程中起著極大的作用。它運(yùn)用于礦山的勘探、開發(fā)以及運(yùn)營等各階段,對(duì)于礦山的地表及地下的資源、空間和環(huán)境等的處理和信息的采集利用都有很大的作用,同時(shí)也為環(huán)境的保護(hù)、資源的開發(fā)和保護(hù)以及在運(yùn)營中的環(huán)境服務(wù)都提供了幫助。
GPS定位系統(tǒng)從大的方面可以分為空間部分(GPS衛(wèi)星星座)、地面控制部分(地面監(jiān)控系統(tǒng))和用戶設(shè)備部分(GPS信號(hào)接收機(jī))。通常GPS技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制進(jìn)行定位,這種網(wǎng)絡(luò)稱作GPS網(wǎng)。GPS網(wǎng)可以分成外業(yè)工作和內(nèi)業(yè)工作兩大部分,這兩部分的工作性質(zhì)有很大的區(qū)別。外業(yè)工作主要完成選點(diǎn)、野外觀測(cè)作業(yè)和建立測(cè)站標(biāo)志等任務(wù);內(nèi)業(yè)工作主要完成GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)信息處理總結(jié)等一些室內(nèi)工作。兩種性質(zhì)不同的作業(yè)比較起來,外業(yè)觀測(cè)相對(duì)較簡單些,與傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀等的測(cè)量比較起來更方便準(zhǔn)確,只要將GPS接收機(jī)天線安裝到觀測(cè)站點(diǎn)上,再直接量取天線的垂直高度即可,具體操作時(shí)一定要細(xì)心,不要忘記輸入觀測(cè)站點(diǎn)和觀測(cè)日期,還要檢查檢測(cè)機(jī)是否正常工作。觀測(cè)幾十分鐘后一般就能測(cè)到精確的數(shù)據(jù),觀測(cè)結(jié)束后要將觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到接受機(jī)的存儲(chǔ)器中。內(nèi)業(yè)的工作主要是通過電腦系統(tǒng)來完成。
3.1 采剝現(xiàn)狀與地形測(cè)量
傳統(tǒng)的測(cè)量礦山一般都要在被測(cè)范圍內(nèi)建立控制點(diǎn),再在控制點(diǎn)上架設(shè)經(jīng)緯儀等所需要的測(cè)量儀器,這是傳統(tǒng)的測(cè)量方法。后來引進(jìn)了外國的全站儀和電子手薄等配合的測(cè)量方法,這種方法雖然有了提高,但是要求在測(cè)站上測(cè)周圍的地貌等零碎部點(diǎn),達(dá)成通視,這樣才能進(jìn)行測(cè)量,在測(cè)量過程中要3個(gè)人同時(shí)配合進(jìn)行,完工最后拼圖的時(shí)候,必須完全吻合,一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤須重新到野外測(cè)量,整個(gè)過程非常麻煩?,F(xiàn)在使用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量,一般的地形架一個(gè)監(jiān)測(cè)站,一次就能測(cè)量至少方圓10公里的距離,不僅操作簡便、需要的人員少,測(cè)量的距離也提高了很多,在測(cè)量過程中可以實(shí)時(shí)檢測(cè)點(diǎn)位進(jìn)度,這樣測(cè)量的速度也加快了,大大提高了工作效率。GPS測(cè)量的平面精度和高度精度都能達(dá)到厘米級(jí)別,誤差率也很小,數(shù)據(jù)安全可靠。當(dāng)數(shù)據(jù)測(cè)試完畢后,通過軟件將數(shù)據(jù)傳出,這樣就能繪制出所需要的地形圖。
3.2 工程放樣
傳統(tǒng)的鉆孔和境界線等的工程放樣時(shí)要將設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)際地形中標(biāo)出,還要使用經(jīng)緯儀等儀器,要達(dá)到好的效果,就要不斷移動(dòng)目標(biāo),在操作的過程中還要有2—3人共同配合,在放樣過程中要有較好的通視效果,在放樣過程中還會(huì)遇到很多困難,如果距離遠(yuǎn)的還要架設(shè)支測(cè)點(diǎn),測(cè)量過程中會(huì)產(chǎn)生累加的誤差。采用GPS技術(shù)放樣,外業(yè)工作量相對(duì)較大,不過只需要一個(gè)人把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入即可,輸入后手薄自動(dòng)顯示,而且能直觀地提示人要走到放樣的位置,這樣又簡潔又方便,唯一的不足之處就是在觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)不能定角度和方向。
4.1 受衛(wèi)星狀況限制
一些國家衛(wèi)星的覆蓋不是很好,產(chǎn)生的信息值不一定都正確。在一些高山峽谷深處及密集森林區(qū),也會(huì)受到影響,衛(wèi)星信號(hào)長時(shí)間被覆蓋,所以在測(cè)量過程中測(cè)量時(shí)間會(huì)受限制,也會(huì)產(chǎn)生假值。
4.2 天空環(huán)境影響
在中午,衛(wèi)星信號(hào)受到電離層的影響,而且共用的衛(wèi)星數(shù)量少,所以不能正常初始化,也就無法進(jìn)行正常的測(cè)量,所以在測(cè)量時(shí)也要根據(jù)地理位置選擇合適的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。
4.3 數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制
數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制,測(cè)量作業(yè)半徑要比正常的小。GPS數(shù)據(jù)鏈傳輸會(huì)受到高大建筑物或者高大山體的干擾,在傳輸過程中衰減現(xiàn)象比較嚴(yán)重,也嚴(yán)重影響了作業(yè)精度。測(cè)量地區(qū)如果高低起伏太大,數(shù)據(jù)鏈傳輸信號(hào)也會(huì)受到限制。
4.4 高程異常問題
GPS作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確,但是由于我國地形復(fù)雜,高程異常圖也經(jīng)常出現(xiàn),所以這使得在高海拔地區(qū)的高程工作就比較困難,精度也不是很均勻。
傳統(tǒng)的礦山測(cè)量需要的工作人員多,操作繁瑣,而且精度也不是很高?,F(xiàn)代的礦山測(cè)量應(yīng)用的GPS技術(shù),精度高、操作簡單,能夠快速準(zhǔn)確地得到測(cè)量結(jié)果,工作效率也有了很大的提高,但是在測(cè)量過程中也會(huì)受到外界因素的影響,所以測(cè)量時(shí)一定要找到合適的時(shí)間和測(cè)量位置,這樣才能充分發(fā)揮GPS與全站儀各自的優(yōu)勢(shì)。
[1]藺志強(qiáng),柳思聰.“3S”技術(shù)在數(shù)字礦山應(yīng)用中的研究[J].測(cè)繪與空間地理信息,2010(06).
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1003-5168(2014)03-0018-01