張 赫

（遼寧省有色地質(zhì)一〇六隊有限責(zé)任公司，遼寧 鐵嶺 112000）

礦山工程和人類社會經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)。掀開人類歷史文明的發(fā)展歷史，社會的演變，個國家的更替都離不了礦山工程的進(jìn)步[1]。比方說，從史前社會一石器時代一鐵器時代一原子時代，甚至到了現(xiàn)在的信息時代，社會經(jīng)濟的發(fā)展與人類文明的過渡都雙雙取決于礦山的選址、開采、冶煉程度。采礦業(yè)在中國最少已經(jīng)有了幾千年的發(fā)展歷史，且在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)其經(jīng)營權(quán)始終掌控在國家統(tǒng)治者的手中?？墒侨藗儍H僅看到它對社會經(jīng)濟和居民生活發(fā)展的有利影響，卻忽視了由于人類不合理的開發(fā)、冶煉，導(dǎo)致的消極影響，包括嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，引發(fā)大量地質(zhì)災(zāi)害，削減人類生存空間。礦山工程是其他工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，所以，礦山工程的開發(fā)利用對社會發(fā)展與國民經(jīng)濟的躍升起著極其關(guān)鍵的作用。

礦山生產(chǎn)經(jīng)營基于其日常工作的特別性，在安全意識方面尤為看重，相比于其他行業(yè)在這方面要更為復(fù)雜，從調(diào)查數(shù)據(jù)上能夠看出，礦山工程中安全隱患事故的發(fā)生率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他職業(yè)[2]。尤其是最近幾年以來，全國礦山每年因為礦山事故的死亡人數(shù)已經(jīng)占到全國事業(yè)單位職工意外傷亡總數(shù)的6百分之六十以上。

相當(dāng)于每天都會發(fā)生工程事故。尤其是現(xiàn)今小型礦山工程的安全生產(chǎn)問題更加嚴(yán)重，其傷亡人數(shù)基本占全國礦山傷亡人數(shù)的百分之八十以上。所以，礦山地質(zhì)災(zāi)害在全球范圍內(nèi)都是一個引人關(guān)注的世界性難題。

1 基于GPS的礦山工程地質(zhì)災(zāi)害檢測

1.1 GPS布點

GPS布點需要做的第一步就是對礦山工程實施檢測的地形地勢區(qū)域進(jìn)行實地調(diào)查，選取的點不單單可以在一定程度上反映出地形變動的方向、距離量，更需要反映出其形變的大致范圍與變形率大小[3]。

實地調(diào)查的時候還需要預(yù)先架設(shè)好標(biāo)石并確保標(biāo)石的固定，標(biāo)石之間的距離是根據(jù)礦山工程的現(xiàn)實狀況進(jìn)行設(shè)置的，標(biāo)石點附近不可以有地表障礙物的出現(xiàn)，以便于GPS的現(xiàn)場觀測；預(yù)先針對礦山工程的實際情況來推測地質(zhì)災(zāi)害可能會發(fā)生的幾率，以此為前提條件來明確科學(xué)、有效的監(jiān)測時間段，擬定觀測規(guī)劃，在日常作業(yè)中編劃GPS衛(wèi)星星歷軌道的可見性計劃表，并選取出最佳監(jiān)測時間點進(jìn)行科學(xué)的檢測；執(zhí)行監(jiān)測也需要按照礦山工程的現(xiàn)場狀況進(jìn)行，通常狀況下會采取高速運動下實時動態(tài)觀察模式，系統(tǒng)原始化后觀測時間不得少于20s，衛(wèi)星接收設(shè)備也不可以少于6顆。GPS的高精確度定位觀測最后是要應(yīng)用于更大距離、更大范圍的地質(zhì)災(zāi)害檢測當(dāng)中的，所以就需要進(jìn)一步優(yōu)化其與其它信息技術(shù)的交叉利用，通過全球定位系統(tǒng)GPS以及其他以遙感衛(wèi)星技術(shù)相結(jié)合的4S技術(shù)，才可以建立起科學(xué)、合理的地質(zhì)災(zāi)害信息檢測體系。

1.2 災(zāi)害數(shù)據(jù)的組織與管理

礦山地質(zhì)災(zāi)害都有其出現(xiàn)、發(fā)生、發(fā)展、爆發(fā)的時間階段與地理位置以及波及范圍，礦山地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境信息對于評估與抗災(zāi)減災(zāi)的決策都極其重要。

所以，地理空間數(shù)據(jù)信息在抗災(zāi)減災(zāi)中一直占據(jù)著極其關(guān)鍵的地位[4]。

礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生背景多式多樣，其信息是有歷史空間的、當(dāng)代的、即時的、有萌發(fā)環(huán)境的、致災(zāi)因素的、災(zāi)害承載體的。這一系列與地理空間分布相關(guān)的信息使用GPS技術(shù)分析是非常便利的。一個應(yīng)用成功的GPS系統(tǒng)普遍情況下有一個設(shè)計完美的地理空間信息庫的支持。在檢測過程中，有必要按照各項數(shù)值報警參數(shù)進(jìn)行對比，具體見下表。

表1 GPS檢測報警參數(shù)

1.3 精密單點定位災(zāi)害頻發(fā)位置

GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)在傳統(tǒng)上是被廣泛使用在地面沉降檢測、高速滑坡等緩變型地質(zhì)災(zāi)害的高精確度地勢改動的實時檢測，在學(xué)界也獲得了較為豐富的研究成果。可是，因為GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)的具體執(zhí)行與實施過程中，是需要多臺GPS接收設(shè)備根據(jù)預(yù)先計劃好的礦山作業(yè)方案內(nèi)容取進(jìn)行即時性的檢測，檢測時間比較長，所以其所花費的時間、人力、物力、財力方面的成本費用比較高[5]。而GPS技術(shù)中精密單點定位的出現(xiàn)，合理彌補了GPS靜態(tài)相對定位在這一方面的缺陷，為大面積、緩變型地質(zhì)災(zāi)害的高精確度檢測提供了一種優(yōu)化的解決方案。

而GPS精密單點定位過程中主要是采取數(shù)據(jù)處理軟件P9Solution，該軟件具備了以下幾點特征：可實現(xiàn)動靜結(jié)合的單、雙頻PPPP定位；采取GPS及其信息分析中心提供的精確星歷運行軌道與精密時差，并利用最精細(xì)的誤差修改對影響定位的誤差范圍進(jìn)行修正與優(yōu)化；這適度考慮了滑坡、泥石流、海潮、天線相對中心誤差等的精確修正范圍；采取卡爾曼濾波對GPS精密單點定位進(jìn)行高精確度計算。

2 結(jié)語

本文對基于GPS的礦山工程地質(zhì)災(zāi)害檢測進(jìn)行分析，依托GPS地理空間信息與遙感的結(jié)合，根據(jù)礦山工程地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的相關(guān)要求，實現(xiàn)本文研究。希望本文的研究能夠為基于GPS的礦山工程地質(zhì)災(zāi)害檢測的發(fā)展提供理論依據(jù)。