秦寶民，張萱穎

(青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)，青海西寧810012)

精GPS在鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中的應(yīng)用研究

秦寶民，張萱穎

(青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)，青海西寧810012)

鉛鋅礦是國(guó)內(nèi)重要的礦物類型，可以有效的應(yīng)用到核工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域。在實(shí)際鉛鋅礦開采過程中，需要合理的展開鉛鋅礦區(qū)的控制測(cè)量，借由精GPS的有效應(yīng)用，完成對(duì)鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量網(wǎng)的建設(shè)，進(jìn)而滿足鉛鋅礦區(qū)開采和設(shè)計(jì)的需求，促使鉛鋅礦的開采效率和開采效率提供基礎(chǔ)，推動(dòng)鉛鋅礦企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。為了探究精GPS在鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中的應(yīng)用，結(jié)合鉛鋅礦區(qū)的實(shí)際情況，詳細(xì)對(duì)精GPS的具體應(yīng)用情況和特點(diǎn)進(jìn)行闡述，旨在推動(dòng)鉛鋅礦區(qū)測(cè)量工作質(zhì)量的提升。

精GPS;鉛鋅礦區(qū);控制測(cè)量

鉛鋅礦在具體的生產(chǎn)中，需要結(jié)合有效的測(cè)量工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)的地形的監(jiān)測(cè)和礦區(qū)地質(zhì)條件的勘察等，對(duì)推動(dòng)鉛鋅礦的開采效率和開采質(zhì)量提供基礎(chǔ)，積極推動(dòng)鉛鋅生產(chǎn)企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。但是，在具體的鉛鋅礦生產(chǎn)中，礦區(qū)控制測(cè)量的效果不夠理想，制約鉛鋅礦企業(yè)的效益獲取與企業(yè)的發(fā)展。基于此，針對(duì)鉛鋅礦企業(yè)，需要合理的展開對(duì)鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量，并合理的對(duì)高精度GPS進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)地形監(jiān)察、礦區(qū)地區(qū)資料等的監(jiān)測(cè)，具體內(nèi)容如下。

1 精GPS測(cè)量分析

所謂精GPS是指高精度GPS測(cè)量技術(shù)，GPS測(cè)量技術(shù)是現(xiàn)階段礦區(qū)生產(chǎn)和管理中的重要技術(shù)類型，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，符合現(xiàn)代鉛鋅礦區(qū)監(jiān)測(cè)的基本需求。其中GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如下。

1)具有較高的定位精度，較比傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)GPS技術(shù)具有較高的精度水平，可以完成對(duì)多種級(jí)別區(qū)域的測(cè)量。而且，隨著測(cè)量距離的增加，GPS測(cè)量技術(shù)可以保障在100～500 km范圍內(nèi)，基線上能夠達(dá)到(10－6)～(10－7)，滿足多種測(cè)量的基本需求。

2)采取GPS測(cè)量能夠有效的減少測(cè)量的時(shí)間，減少測(cè)量過程中的大量人力物力，效果顯著。經(jīng)過實(shí)踐證明，采取GPS測(cè)量，可以在5 min內(nèi)完成對(duì)20 km短基線的測(cè)量。將其應(yīng)用到鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中，可以有效的提升測(cè)量的效率。

3)操作簡(jiǎn)單、靈活，借助GPS測(cè)量的特性，配合衛(wèi)星捕獲位置和跟蹤觀測(cè)，且這些動(dòng)作可以由衛(wèi)星自動(dòng)完成，有效的簡(jiǎn)化的了測(cè)量的流程，可以有效提升鉛鋅礦區(qū)的測(cè)量效率。

4)鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中，借由GPS測(cè)量的應(yīng)用，能夠盡可能的規(guī)避氣候因素對(duì)測(cè)量造成的不利影響，保障測(cè)量的精度。這也就使得鉛鋅礦區(qū)的控制測(cè)量可以在任何氣候條件下展開，具有較高的連續(xù)性。

精GPS測(cè)量，在傳統(tǒng)GPS測(cè)量的基礎(chǔ)上，對(duì)GPS測(cè)量精度進(jìn)行控制，保障GPS的測(cè)量精度的達(dá)到厘米級(jí)別，進(jìn)而滿足鉛鋅礦生產(chǎn)的基本需求，滿足高精度需求測(cè)量，為鉛鋅礦區(qū)的測(cè)量和管理提供基礎(chǔ)，保障鉛鋅礦的安全生產(chǎn)。

2 精GPS在礦區(qū)控制測(cè)量中的應(yīng)用特點(diǎn)

精GPS測(cè)量在鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量的應(yīng)用，需要建立精GPS控制網(wǎng)，并根據(jù)測(cè)量的相關(guān)規(guī)范，合理的展開控制網(wǎng)的構(gòu)建。

2．1測(cè)量方法分析

靜態(tài)精GPS測(cè)量:這類測(cè)量方式需要對(duì)精GPS接收機(jī)的進(jìn)行布置，按照礦區(qū)的需求，在基線的端點(diǎn)處，完成對(duì)GPS接收機(jī)的布置，且兩個(gè)接收機(jī)之間具備一定數(shù)量的已知點(diǎn)，根據(jù)已知點(diǎn)的基本情況，對(duì)觀測(cè)站之間的相對(duì)位置進(jìn)行測(cè)量，從而構(gòu)建精GPS控制網(wǎng)，在具體的數(shù)據(jù)處理過程中，可以結(jié)合相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，完成測(cè)量。

借由精GPS測(cè)量，對(duì)測(cè)量的精度進(jìn)行提升，且取代了常規(guī)的測(cè)量方式。高精度GPS測(cè)量過程中，同樣不需要觀測(cè)站之間具備通視的能力，也無需展開高標(biāo)的構(gòu)建。

2．2精GPS測(cè)量在鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量的特點(diǎn)

在具體的精GPS測(cè)量應(yīng)用過程中，可能會(huì)受到礦區(qū)地質(zhì)因素、人員流動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)等因素的影響，導(dǎo)致控制測(cè)量的控制點(diǎn)容易受到影響，引起控制點(diǎn)的保存效果受到影響。另外，鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中，部分控制點(diǎn)可位于礦區(qū)附近，導(dǎo)致控制點(diǎn)及其容易受到生產(chǎn)的干擾。礦區(qū)控制測(cè)量的結(jié)果，需要與地下測(cè)量相結(jié)合，保障測(cè)量的精度，從而使得鉛鋅礦區(qū)安全生產(chǎn)。

3 精GPS在鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中的應(yīng)用分析

3．1礦區(qū)概況

結(jié)合某鉛鋅礦區(qū)的具體情況，詳細(xì)的分析精GPS在鉛鋅控制測(cè)量的應(yīng)用情況，該鉛鋅礦區(qū)的總面積約為6．6 km2，且鉛鋅礦區(qū)資源儲(chǔ)量約為1 894．96×105t且具備較大規(guī)模的碳酸巖鹽礦床、泥巖—細(xì)碎屑巖鉛鋅礦床，且礦區(qū)中褶皺構(gòu)造對(duì)礦區(qū)礦床也會(huì)造成一定的影響，主要礦床為綜合性礦床，且該礦區(qū)鉛鋅礦產(chǎn)物，具有較高的品位，可以切實(shí)應(yīng)用到電氣、機(jī)械和冶金等領(lǐng)域。為了完成對(duì)該鉛鋅礦的控制測(cè)量，該礦區(qū)采取精GPS測(cè)量在礦區(qū)控制測(cè)量中的應(yīng)用。

3．2控制測(cè)量

3．2．1控制網(wǎng)布設(shè)

1)結(jié)合礦區(qū)的基本情況，先要對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行選擇，采取1954年北京坐標(biāo)系，在根據(jù)的礦區(qū)的基本情況，完成對(duì)控制點(diǎn)的布設(shè)。在傳統(tǒng)控制網(wǎng)精度的選擇時(shí)，可以根據(jù)如下公式，完成對(duì)GPS精度的選擇。

上述公式中，α代表距離中誤差，a代表固定誤差;b表示比例誤差，d代表兩個(gè)相鄰控制點(diǎn)之間的距離。結(jié)合公式(1)的基本情況，可以完成對(duì)高精度GPS控制網(wǎng)精度的確定。但是，對(duì)于高精度GPS測(cè)量時(shí)，可以結(jié)合工程的具體需求，適當(dāng)?shù)膶?duì)控制網(wǎng)的精度進(jìn)行調(diào)整，確保礦區(qū)控制測(cè)量精度的有效性。

2)綜合控制網(wǎng)精度的選擇完成后，需要合理的展開控制點(diǎn)布設(shè)。這一過程中，可以按照如下布設(shè)原則展開控制網(wǎng)布設(shè):a控制點(diǎn)需要具有代表性，可以有效的對(duì)礦區(qū)的基本情況進(jìn)行展示;b控制點(diǎn)需要具有一定的可擴(kuò)展性，隨著礦區(qū)開采工作的展開，礦區(qū)的開采部分會(huì)發(fā)生變化，控制測(cè)量的區(qū)域也會(huì)發(fā)生變化;c控制點(diǎn)需要具備一定的耐破壞性，由于礦區(qū)精GPS控制測(cè)量的特點(diǎn)，導(dǎo)致控制點(diǎn)及其容易受到礦區(qū)生產(chǎn)的干擾和影響，選擇標(biāo)石需要具備耐久性和較高的抗破壞性;d控制點(diǎn)需要盡可能的形成的同步閉合環(huán)，從而有效的完成對(duì)鉛鋅礦區(qū)的監(jiān)測(cè)工作。根據(jù)上述控制點(diǎn)選擇和構(gòu)建原則，合理的完成對(duì)控制點(diǎn)的布置。此外，具體的控制點(diǎn)埋點(diǎn)的選擇過程中，需要具備易于觀測(cè)的效果，根據(jù)礦區(qū)的需求，有效的將控制點(diǎn)布置在礦區(qū)內(nèi)部。

3．2．2觀測(cè)方法

根據(jù)工程的基本需求，本工程主要采用靜態(tài)精GPS測(cè)量的方式，且保障所有精GPS接收機(jī)的型號(hào)統(tǒng)一，避免由型號(hào)不統(tǒng)一造成的不利影響，確保測(cè)量的精度。為了滿足工程的基本需求，需要保障接手機(jī)接收衛(wèi)星的數(shù)目＞5顆，且高度角＞15(°)。基礎(chǔ)工作完成后，合理的選擇采樣間隔，通常情況下，礦區(qū)控制測(cè)量的采樣間隔控制在10 s左右，且保障同步監(jiān)測(cè)的時(shí)間＞1 h。由接收機(jī)獲得各類基礎(chǔ)信息，且詳細(xì)的對(duì)接收結(jié)果進(jìn)行記，避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)遺失的情況。

3．3數(shù)據(jù)處理

GPS數(shù)據(jù)處理可以分為基線解算和網(wǎng)平差兩個(gè)部分，這兩個(gè)過程均可以采用隨機(jī)軟件完成。借由基線解算、自由平差、約束平差和外業(yè)重測(cè)等工作的綜合協(xié)作，可以得到GPS控制的三維坐標(biāo)。具體的數(shù)據(jù)處理流程如下。

1)開啟GPS的數(shù)據(jù)處理軟件，做好數(shù)據(jù)處理的前期準(zhǔn)備工作。

2)將獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)，切實(shí)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)處理軟件中，但是數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，需要注意數(shù)據(jù)的具體觀測(cè)時(shí)間。

3)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好觀測(cè)點(diǎn)名稱及其相關(guān)參數(shù)，展開第1次平差處理，對(duì)具體的基線處理情況進(jìn)行判斷，對(duì)于沒有通過的部分，需要對(duì)其進(jìn)行編輯，本工程的觀測(cè)數(shù)據(jù)切實(shí)通過。

4)源坐標(biāo)系統(tǒng)為WGS84，中央子午線117，目標(biāo)坐標(biāo)系選1954年北京坐標(biāo)系，再展開平差處理。

5)選擇某一具體的點(diǎn)作為控制網(wǎng)的參考站，且將其具體的三維坐標(biāo)錄入，再展開平差處。

6)再選擇某一控制點(diǎn)，錄入具體的三維坐標(biāo)，在處理軟件中選擇平差視圖，再將參考站進(jìn)行水平與垂直的固定，而這一選中的點(diǎn)，則單獨(dú)進(jìn)行水平固定，進(jìn)行完全平差。所有平差處理工作完成后，查看工程平差報(bào)告明細(xì)，且發(fā)現(xiàn)所有基線精度滿足工程的基本需求，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

7)對(duì)于輸出的報(bào)告單，需要做好保存和存儲(chǔ)工作，具體的存儲(chǔ)可以采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)加紙質(zhì)存儲(chǔ)的方式，便于工程的利用。

4 精GPS在鉛鋅礦控制測(cè)量中的應(yīng)用體會(huì)

由于精GPS本身的精度較高，而在具體的控制測(cè)量中，同樣需要重視對(duì)相關(guān)影響精度的因素進(jìn)行控制，減少外界干擾的不利影響。

1)對(duì)于GPS控制網(wǎng)的選點(diǎn)，鑒于GPS測(cè)量的特性，使得控制網(wǎng)在具體的布置中更加靈活方便，且不受到通視的影響。但是，在實(shí)際的鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中，受到礦區(qū)測(cè)量條件的影響，導(dǎo)致邊長(zhǎng)較短的情況發(fā)生，這也就導(dǎo)致基線的相對(duì)精度較低，影響整體測(cè)量效果。故此，為了保障鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量的精度，需要盡可能的避免短邊的存在，如果受到的影響不可避免，測(cè)量則需要謹(jǐn)慎，做好誤差控制。另外，GPS的接收機(jī)觀測(cè)具有自動(dòng)化、智能化和高效率的特點(diǎn)，但是，在具體的GPS測(cè)量中，選點(diǎn)需要盡可能的減少地形對(duì)選點(diǎn)的地形限制，盡可能的保障選點(diǎn)具有較高的信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)而有效的保障數(shù)據(jù)精度。

2)對(duì)于GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差，不能通過簡(jiǎn)單的優(yōu)化精GPS控制測(cè)量流程達(dá)到優(yōu)化，針對(duì)這類情況，需要盡可能的有效的控制誤差方式。選取同步觀測(cè)值求差的形式，降低數(shù)據(jù)傳輸路徑引起的誤差，再合理的對(duì)電力層模型、對(duì)流層模型等進(jìn)行應(yīng)用，從而完成對(duì)數(shù)據(jù)的修正，進(jìn)而減少大氣對(duì)GPS測(cè)量的影響，保障測(cè)量的精度。此外，信號(hào)傳輸過程中受到的影響引起的誤差，需要合理的對(duì)測(cè)站進(jìn)行選擇，根據(jù)控制測(cè)量的基本原則和精GPS的基本規(guī)則，保障觀測(cè)站不處于山坡、谷地等區(qū)域，且避免周邊具有較強(qiáng)吸附和反射電磁波的物體，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?，還需要避免高壓電網(wǎng)周邊展開觀測(cè)站的布置。

3)在具體精GPS測(cè)量中，數(shù)據(jù)處理主要運(yùn)用隨機(jī)軟件，通過保障衛(wèi)星接收信號(hào)質(zhì)量的精度，對(duì)推動(dòng)控制測(cè)量的精度具有較高的影響。但是，實(shí)際的控制測(cè)量中，可能會(huì)出現(xiàn)控制點(diǎn)高程精度不高的情況。針對(duì)這類情況，可以采用聯(lián)測(cè)足夠的抑制高程點(diǎn)的方式，完成對(duì)控制點(diǎn)高程精度的提升，進(jìn)而保障整體觀測(cè)精度，保障數(shù)據(jù)處理的有效性。

5 結(jié)語(yǔ)

精GPS測(cè)量是一種符合現(xiàn)代測(cè)量需求的測(cè)量技術(shù)，將精GPS應(yīng)用到鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中，可以有效改善測(cè)量精度和測(cè)量效率，有效滿足鉛鋅礦區(qū)開采和監(jiān)測(cè)的基本需求，保障鉛鋅礦安全生產(chǎn)。詳細(xì)分析精GPS的具體應(yīng)用，再分析減少精GPS誤差的有效途徑，提升精GPS的應(yīng)用效果，推動(dòng)鉛鋅礦企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

［1］楊桂遠(yuǎn)．GPS在凡口鉛鋅礦區(qū)控制測(cè)量中的應(yīng)用研究［J］．采礦技術(shù)，2010，10(4):133－136．

［2］郭恒．GPS控制網(wǎng)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用及精度分析［J］．黑龍江科技信息，2013(22):76－77．

［3］熊小麟，李信躍．GPS在礦山工程控制測(cè)量中的應(yīng)用［J］．科技與生活，2010(7):150－151．

［4］鄧永林，楊桂遠(yuǎn)．GPS在礦山測(cè)量中的應(yīng)用與研究［J］．南方金屬，2011(5):19－22．

［5］楊文進(jìn)．結(jié)合實(shí)例探討GPS在礦區(qū)地形測(cè)量中的應(yīng)用［J］．中華民居旬刊，2012(4):1057－1058．

［6］李建新，王云，張征．井中激電在新疆彩霞山鉛鋅礦區(qū)的應(yīng)用研究［J］．工程地球物理學(xué)報(bào)，2011，8(2):192－199．

［7］劉錦秀．地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)中三維地形與二維影像數(shù)據(jù)集成研究［J］．中國(guó)錳業(yè)，2016，34(4):35－36．

［8］常洪倫，李淼清，劉建權(quán)，等．南非Postmasburg錳礦田找礦信息及找礦方法［J］．中國(guó)錳業(yè)，2016，34(3):1－5．

An Application of Fine GPS in Control Survey of Lead-Zinc Mining Area

QIN Baomin，ZHANG Xuanyin
(Bureau of Geology and Mineral Exploration of Nonferrous Eight Teams of Qinghai Province，Xining，Qinghai 810012，China)

Lead-zinc ore is an important mineral type in China，which can be applied to nuclear industry，petrochemical industry and other fields．In actual process of lead-zinc mining，it is necessary to control the reasonable measure in lead-zinc mining area．Through the effective application of sperm GPS，we will complete the construction of lead-zinc mine measurement control network to meet the design requirements and lead-zinc mining．We will provide a basis to lead and zinc mining efficiency in production efficiency to promote enterprise development of lead zinc ore and progress．In order to explore the essence of GPS in lead-zinc mining area control survey application，we will combine with the actual situation of lead-zinc mining area in the essence of GPS concrete application to promote the work to improve the quality of measurement of lead-zinc mining area．

Fine GPS;Lead zinc mining area;Control survey

P228．4

B

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．049

2017－01－11

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71541028)

秦寶民(1986－)，男，青海西寧人，中級(jí)工程師，研究方向:工程測(cè)量，手機(jī):13716116306，E-mail，409854473@ qq．com．