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)

1 對(duì)礦山測(cè)量的認(rèn)識(shí)

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。

2 GPS定位系統(tǒng)的構(gòu)成

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 GPS在礦山工程測(cè)量的應(yīng)用

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 GPS在礦山測(cè)量中的不足及其解決辦法

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。

5 總結(jié)

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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