楊偉科

摘 要：礦山的測量工作中常常會GPS技術(shù)，GPS技術(shù)有著強大的功能，它的覆蓋率極其廣闊，測量出來的數(shù)據(jù)比較精準(zhǔn)無誤。隨著我國煤礦技術(shù)的提升，GPS被廣泛應(yīng)用到礦井測量工作中，利用測量的數(shù)據(jù)制造成測量圖等。但在實際的測量過程中，GPS受到空間位置的影響，有的區(qū)域不能使用GPS，有時候測量出的數(shù)據(jù)存在一定的誤差，GPS設(shè)備在礦井工作的時候也會出現(xiàn)不精準(zhǔn)情況。針對GPS的這種情況，結(jié)合煤礦工作的經(jīng)驗，文章展開了分析和討論。

關(guān)鍵詞：GPS；測量；技術(shù)研究

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，煤礦測量繪圖步入了新的階段。煤礦上采用新的數(shù)字繪圖技術(shù)，它相比于傳統(tǒng)的測圖模式，具有精確、快速的特點，是未來技術(shù)發(fā)展的方向。目前的很多煤礦集團都配備了專門的測量設(shè)備，建立自己的GPS系統(tǒng)，逐步取代人工測圖的方式。GPS繪圖的效果良好，在各個方面能滿足企業(yè)的要求。

一、GPS的概述

GPS定位技術(shù)是近些年來新出現(xiàn)的測量技術(shù)，它是發(fā)達(dá)的全球定位系統(tǒng)。應(yīng)用在煤礦測量領(lǐng)域，GPS技術(shù)的優(yōu)點相當(dāng)明顯，測量時不受時間和氣候的限制，效率高，有很好的精準(zhǔn)度。GPS在進(jìn)行布點的時候也非常靈活，自動化能力極強，各個控制點間也無須通視。目前來說，GPS已覆蓋到經(jīng)濟的各個領(lǐng)域中去。利用GPS優(yōu)良的特性能測量出高度準(zhǔn)確的測出物體的三維坐標(biāo)、速度和時間信息參數(shù)。GPS技術(shù)是由空間的衛(wèi)星群和地面的接收系統(tǒng)兩方面組成的，它的測量信號由GPS接收機和數(shù)據(jù)處理軟件接收，接受到的信號用來實現(xiàn)定位，GPS接收機能同時接受多個GPS信號，通過對不同位置進(jìn)行信號分析從而確定其位置。

二、GPS-RTK定位原理

GPS-RTK定位技術(shù)的原理是利用時差，它能隨時隨地的測量被測量點的坐標(biāo)位置，這種位置是三維的，通常情況下測量出的誤差很小，有相當(dāng)?shù)木珳?zhǔn)程度。RTK技術(shù)的發(fā)展推動了測量技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)生了巨大的變革，它不僅操作時相當(dāng)簡單靈活，而且可以精確得到測量點的位置，確立它的坐標(biāo)系。而且，它的出現(xiàn)大大的提高了煤礦測量的效率，節(jié)省了不少人力。

GPS-RTK定位系統(tǒng)由基準(zhǔn)站、流動站和數(shù)據(jù)鏈組成，在實際的測量過程中，基準(zhǔn)站用來接受設(shè)備安置在選定的任一參考點上，確保能隨時隨地接受任何一個GPS信號來源?；鶞?zhǔn)站通過第三部分站點將測量點坐標(biāo)以及載波相位的數(shù)據(jù)值發(fā)送到流動站進(jìn)行一些列計算，得到精確的數(shù)據(jù)值，這種精確度能達(dá)到厘米級別[1]。RTK系統(tǒng)具有多種測量模式，包括快速靜態(tài)測量和動態(tài)測量以及準(zhǔn)動態(tài)測量?？焖凫o態(tài)測量時需要GPS接受機保持靜止在用戶站上，從而有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和觀測，整個操作過程中要進(jìn)行實時的計算，從而得到測點的三維坐標(biāo)。

三、GPS-RTK測圖

利用RTK技術(shù)測量的坐標(biāo)點具有很高的精度，能滿足工作上的需求。RTK技術(shù)上的圖根點能對坐標(biāo)點進(jìn)行精準(zhǔn)定位，有很強的實時性，大大的提高了工作中的效率性。GPS-RTK定位技術(shù)還能快速的測量一些無遮擋區(qū)域，記錄它們的特征點。實際操作中會遇到一些GPS-RTK技術(shù)無法測量的地點，這時可以通過它們布設(shè)的圖根點進(jìn)行補測。GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行布防時要有必要的檢核，這樣就避免了GPS信號不好引起的測量誤差，有利的保障了測量圖的精準(zhǔn)性[2]。如果坐標(biāo)點處在一個較遠(yuǎn)的位置，沒辦法引入，這時可利用全站儀假定坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)進(jìn)行測量，測試完畢后再用電腦進(jìn)行坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化獲取結(jié)果。

四、GPS進(jìn)行煤炭礦井測量

（一）GPS應(yīng)用在布設(shè)煤礦近井控制網(wǎng)

地下開采的井式礦井，信息交流非常麻煩，如何把地面和井筒之間進(jìn)行聯(lián)系是重中之重。井筒的作用很大，它承載著煤炭提升以及人員設(shè)備的運輸重任，生產(chǎn)材料都要經(jīng)過井筒。礦井運輸大巷在煤礦生產(chǎn)中的位置很重要，對比其他的巷道貫通工程而言，礦井運輸大巷要在精準(zhǔn)度上要求更高。若想在新建成的礦井重要巷道提供安全精準(zhǔn)的保障，需要在新建礦井的地面搭建地面GPS系統(tǒng)近井口控制測量網(wǎng)。根據(jù)GPS強大的精準(zhǔn)定位功能對礦井巷道展開測量，依照測量出來的數(shù)據(jù)結(jié)果制定成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和井巷位置建網(wǎng)的計劃，再依照建網(wǎng)計劃進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)工作的實施[3]。

（二）GPS應(yīng)用在數(shù)據(jù)觀測和采集方面

依照數(shù)據(jù)接收機對應(yīng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量數(shù)據(jù)，等到接收機器接收完畢，觀察人員開始對接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和定位結(jié)果數(shù)值進(jìn)行仔細(xì)的核查，反復(fù)核對后確保無誤。核對完成后，觀測人員在第一時間對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行登記。GPS系統(tǒng)中的傳感設(shè)備自動性采集電量以及非電量信號，將采集到的結(jié)果傳輸?shù)缴衔粰C中再進(jìn)一步的進(jìn)行研究分析。數(shù)據(jù)采集是以計算機和其他特定測量系統(tǒng)。GPS在實際的數(shù)據(jù)采集時，數(shù)據(jù)采集設(shè)施部署在被監(jiān)控設(shè)備位置，將傳感器采集到的電壓以及電流信息傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，待這些電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后再把數(shù)字信號送到芯片提供的串口上去[4]。存儲的數(shù)據(jù)達(dá)到了一定數(shù)目，經(jīng)過以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)傳送到上位機，通過上位機展開研究和分析，并最終獲得采集到的結(jié)果。

（三）GPS控制網(wǎng)在礦山測量的使用

GPS控制網(wǎng)是按照主要以邊連接，輔助以點連接原則操作，這樣做的優(yōu)勢是可以減小工作的量度，生產(chǎn)效率得到了提高。GPS控制網(wǎng)設(shè)計常常選取3個約束點，在煤礦區(qū)域的中心存在1個約束點，其他的2個點在帶狀煤礦區(qū)域的兩邊。如此既可以精確的得到測量區(qū)的坐標(biāo)從而算到參數(shù)值又有助于連接后續(xù)的煤礦區(qū)域控制網(wǎng)。

五、施工中注意事項

（一）儀器攜帶問題

煤礦下施工時要攜帶大量的儀器，尤其是在一些大型的礦井中進(jìn)行測量時，技術(shù)人員要格外注意。測量儀器振動會造成不小的影響，如果測量人員攜帶儀器時造成了晃動，則很有可能會造成儀器使用功能的損壞。測量人員在下礦井進(jìn)行測量作業(yè)時務(wù)必要輕拿輕放，不要有大幅度的動作，也不能坐在儀器箱子上面，以免損壞了儀器，造成不必要的麻煩，影響工作的順利開展。

（二）原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備不齊全

井下進(jìn)行測量工作時需要齊全的原始數(shù)據(jù)和工具，有時候測量人員在開展井下工作時候常常會遺忘測量工具，如測量球、鋼尺和記錄本等。測量人員配備這些原始的記錄和測量工具是為了在第一時間進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的記錄，方便查找和記憶，如果這些原始工具沒有帶齊，可能會造成測量數(shù)據(jù)的遺失，還要進(jìn)行二次測量。測量人員下井前要檢查自身裝備，以免耽誤時間，費時費力，也影響工程的開展進(jìn)度[5]。

（三）誤用測量點

井下進(jìn)行低等級導(dǎo)線測量時候，需要重點測量巷道周圍的2個或多個測量點，確保能有效的掌握測點之間的距離。當(dāng)測量點之間的距離較近的時候，測量人員進(jìn)行導(dǎo)線點衍射測量就非常容易出現(xiàn)錯誤，造成標(biāo)點出現(xiàn)偏差，還有在直線巷道測量時存在方向線焦點位置不清晰的情況，測量人員也要多加留心[6]。出現(xiàn)標(biāo)點失誤后要及時的更正，如果更正不及時就可能會導(dǎo)致測點錯誤，沒有辦法吻合整體的設(shè)計，嚴(yán)重時還會發(fā)生煤礦礦井施工的事故發(fā)生。

（四）測量人員心態(tài)不好

礦井下作業(yè)的環(huán)境極差，井下的工作人員在實施測量的過程中難免會受到客觀環(huán)境的影響，容易導(dǎo)致測量人員心態(tài)不好。測量人員測量時注意力不集中會直接影響到觀測數(shù)據(jù)的結(jié)果。分散的注意力會使測量結(jié)果不精確，從而使計算出現(xiàn)錯誤。測量人員在出礦井后也往往沒能對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的核查，這樣就導(dǎo)致了測量數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)錯誤，影響到了測量的精準(zhǔn)程度。因此，測量人員在下井前務(wù)必調(diào)整好自身的心態(tài)，穩(wěn)定自己的情緒，只有在心緒穩(wěn)定的情況下才能有良好的工作狀態(tài)，測出精確的數(shù)據(jù)，保障礦井順利施工。

總而言之，GPS定位技術(shù)大大促進(jìn)了煤礦產(chǎn)業(yè)的變革，雖然在實際應(yīng)用中存在著或多或少的問題，但隨著實踐中的不斷摸索和研究，工程人員逐步解決了GPS技術(shù)在礦井測量中遇到的種種難題。隨著這些問題的解決，GPS進(jìn)行測量工作時變得更加準(zhǔn)確，減小了施工造成的偏差。同時，GPS在大型巷道貫通施工的過程中也起到了舉重輕重的作用，GPS技術(shù)因為其高精準(zhǔn)和操作簡單的優(yōu)勢正在被越來越廣泛的應(yīng)用在礦山測量領(lǐng)域中。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙飛.GPS技術(shù)在礦山測量中的使用[J].能源與節(jié)能，2018（02）：143-144.

[2] 姚龍剛.煤礦測繪技術(shù)在測量中的應(yīng)用分析[J].能源與節(jié)能，2018（02）：168-169.

[3] 王娣.煤礦測量中測繪新技術(shù)的應(yīng)用分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2018（03）：17-18.

[4] 劉志民.煤礦礦山測量數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（04）：98+85.

[5] 田鵬飛.井下測量設(shè)備在煤礦的具體應(yīng)用[J].礦業(yè)裝備，2018（01）：70-71.

[6] 王樹亮.GPS-RTK技術(shù)在礦山土方量精確測定中的應(yīng)用實踐[J].山東煤炭科技，2018（01）：180-182.