鄧子波

（玉溪礦業(yè)有限公司大紅山銅礦采掘一工區(qū)，云南 玉溪 653405）

常規(guī)測(cè)量和工程控制測(cè)量使用的是三角測(cè)量法，這需要很長(zhǎng)時(shí)間，并且精度分布不均勻，因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的精度并不準(zhǔn)確。有了GPS，我們可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)到定位精度，如果該點(diǎn)的精度是所需的，則可以快速掌握所需點(diǎn)的坐標(biāo)值。調(diào)查項(xiàng)目的第一步是確定已知要點(diǎn)和決策，GPS測(cè)量很容易比較三點(diǎn)之間的坐標(biāo)差，通過(guò)坐標(biāo)差來(lái)比較角度和距離，以檢查核原點(diǎn)。

從以前的測(cè)量點(diǎn)中至少選擇三個(gè)已知的控制點(diǎn)，以確保這些點(diǎn)的可靠性，如果使用GPS進(jìn)行測(cè)量，可以確定起點(diǎn)并檢查現(xiàn)有相關(guān)點(diǎn)的可靠性，它可以在GPS坐標(biāo)系（具有現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能的GPS設(shè)備）之間建立重要的GPS設(shè)備連接。傳統(tǒng)的礦山測(cè)量需要多次推遲測(cè)站，工作流程復(fù)雜，適應(yīng)性低，但GPS可用于快速動(dòng)態(tài)初始化，實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)坐標(biāo)，直接記錄和存儲(chǔ)，無(wú)需單獨(dú)顯示和接觸即可獲得快速準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，同時(shí)GPS操作的特點(diǎn)是精度高，效率高，不受人為因素的影響。

1 GPS的工作原理

GPS技術(shù)發(fā)展及概述。

全球定位系統(tǒng)具有全球性、實(shí)時(shí)連續(xù)導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)，使用戶能夠準(zhǔn)確定位三維坐標(biāo)。隨著制度的不斷完善，該制度已經(jīng)完全民事化，并在生產(chǎn)生活中發(fā)揮了作用。以下簡(jiǎn)要介紹其工作原理：

（1）在實(shí)踐中，GPS發(fā)展了多種應(yīng)用模式，以滿足各種方法的需要。為此，包括靜態(tài)、實(shí)時(shí)快速原型等多種形式的工作。實(shí)時(shí)快速成形的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高和精度高，它被廣泛用于土木工程，由于實(shí)時(shí)快速成形的優(yōu)點(diǎn)突出，在數(shù)據(jù)采集和工程放樣中得到了廣泛的應(yīng)用。

（2）GPS系統(tǒng)的工作原理。目前，GPS系統(tǒng)主要采用差分技術(shù)改進(jìn)的系統(tǒng)。差分定位使用多個(gè)接收設(shè)備，其中一個(gè)接收衛(wèi)星信號(hào)，具有已知坐標(biāo)的參考站放置在固定坐標(biāo)上，其他的被用作移動(dòng)站來(lái)確定定位標(biāo)準(zhǔn)的位置。其工作原理是根據(jù)校正點(diǎn)的精確衛(wèi)星坐標(biāo)和校正值的衛(wèi)星距離，將校正數(shù)據(jù)發(fā)送給各移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)接收到數(shù)據(jù)后根據(jù)自身的具體變化確定自己的定位。在實(shí)時(shí)RTK技術(shù)中，利用載波相位差對(duì)各觀測(cè)站的波相數(shù)據(jù)產(chǎn)生的負(fù)載進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并采用差分法進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際測(cè)量中，定位需要接收參考站，機(jī)器將實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)，并且移動(dòng)臺(tái)可以快速解析所需的數(shù)據(jù)。通過(guò)衛(wèi)星觀測(cè)實(shí)時(shí)計(jì)算厘米級(jí)的動(dòng)態(tài)位移數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，GPS技術(shù)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，該操作消除了視情、能見(jiàn)度、季節(jié)性等因素的影響，提高了觀測(cè)精度。

2 GPS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位的實(shí)現(xiàn)是GPS測(cè)量技術(shù)的新突破，與傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)相比，動(dòng)態(tài)GPS實(shí)時(shí)測(cè)量具有以下特性：

（1）利用衛(wèi)星作為媒介解決視覺(jué)問(wèn)題，使觀測(cè)站獲得必要的能見(jiàn)度。同時(shí)，它在測(cè)點(diǎn)和測(cè)站的選擇上具有很大的靈活性，可以解決大規(guī)模測(cè)量中的能見(jiàn)度問(wèn)題。

（2）觀測(cè)精度高，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。傳統(tǒng)RTK技術(shù)可以達(dá)到精度10mm，靜態(tài)觀測(cè)精度可以達(dá)到5mm，提高了數(shù)據(jù)傳輸和處理的安全性和可靠性。

3 GPS在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析

3.1 GPS技術(shù)在礦山測(cè)繪地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

GPS技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中占有重要地位，系統(tǒng)可以顯示地理分布環(huán)境，測(cè)量、收集和管理礦山信息，以表示數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，CPS技術(shù)可以利用其全天候、時(shí)效性這一點(diǎn)的特點(diǎn)，推動(dòng)礦山地理信息系統(tǒng)更有效地實(shí)現(xiàn)礦山調(diào)查的四維時(shí)空動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)采集和分析的及時(shí)性，提高礦山調(diào)查的準(zhǔn)確性。

傳統(tǒng)測(cè)量方法建立或延伸的礦區(qū)往往受到地形的影響，主要結(jié)果是水準(zhǔn)測(cè)量不能傳遞高程或水準(zhǔn)網(wǎng)的精度，不能滿足采礦控制網(wǎng)的精度要求。GPS技術(shù)的使用可以消除礦山地形的限制和影響，提高礦山測(cè)量的準(zhǔn)確性，并達(dá)到測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。GPS技術(shù)是一系列動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位技術(shù)，它不僅具有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位技術(shù)的特點(diǎn)，而且與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，具有較高的測(cè)量效率，并且實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)具有相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)精度，比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)精度較高。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)表1。

3.2 GPS-RTK在礦山工程勘察中的應(yīng)用

（1）地形測(cè)量的現(xiàn)狀。在傳統(tǒng)的計(jì)量學(xué)中，必須繪制控制點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)記，以記錄測(cè)量點(diǎn)。測(cè)量科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，可以實(shí)現(xiàn)地物分類代碼，電子手冊(cè)和全站儀的緊密配合，創(chuàng)新測(cè)量點(diǎn)的記錄方式。GPS-RTK在科學(xué)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中涵蓋了廣泛的范圍，并且一個(gè)測(cè)量點(diǎn)可以滿足半徑為10km的操作和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的要求，設(shè)備控制點(diǎn)的重復(fù)安裝和轉(zhuǎn)移等環(huán)節(jié)可忽略不計(jì)，可提高測(cè)量精度。

（2）土方測(cè)量。土方測(cè)量，借助科學(xué)技術(shù)，GPS-RTK驗(yàn)收測(cè)量作業(yè)可在2秒～4秒內(nèi)完成，在一定程度上，實(shí)際精度約為3cm，地圖軟件、信息集成后，可形成數(shù)據(jù)鏈，數(shù)據(jù)輸入和復(fù)制的環(huán)節(jié)可忽略不計(jì)，可供使用映射數(shù)字化。在測(cè)量過(guò)程中，以最少的人填寫、繪制、采集破損部位點(diǎn)，完成數(shù)據(jù)的采集和高效更新。系統(tǒng)可建立單個(gè)基站，借助GPSRTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量作業(yè)，并可實(shí)現(xiàn)地面和工作臺(tái)的連續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)量作業(yè)。動(dòng)態(tài)觀測(cè)礦區(qū)地表高程和水平位置，并與相鄰數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到沉降位移的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，部分礦區(qū)實(shí)測(cè)周期大，預(yù)設(shè)變形觀測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)，保證測(cè)量精度，完全符合地面測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的觀測(cè)手段相比，借助GPS-RTK技術(shù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)采集可以逐步轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，精度大大提高，對(duì)礦區(qū)地表分析十分有利。

3.3 在選點(diǎn)測(cè)量中使用GPS

GPS點(diǎn)選擇測(cè)量是礦山測(cè)量中最重要的點(diǎn)，即GPS測(cè)量點(diǎn)。通常，GPS位置之間沒(méi)有特定的連接，并且節(jié)點(diǎn)圖結(jié)構(gòu)更靈活，在實(shí)際測(cè)量中，測(cè)量過(guò)程比較簡(jiǎn)單。GPS點(diǎn)測(cè)量對(duì)礦山測(cè)量的準(zhǔn)確性有很大的影響，改善選擇點(diǎn)的選擇有助于提高測(cè)量結(jié)果的可靠性。選擇GPS選點(diǎn)測(cè)量時(shí)，需要考慮以下因素：

（1）GPS選擇點(diǎn)必須首先使用信號(hào)接收能力強(qiáng)的設(shè)備。

（2）GPS點(diǎn)選擇條件必須滿足設(shè)備要求。GPS定位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電源，高壓線與微波電臺(tái)信號(hào)通道的距離應(yīng)至少保持100以上，以防干擾設(shè)備。

（3）GPS定位的影響應(yīng)遠(yuǎn)離大面積水域或特殊地形，防止衛(wèi)星信號(hào)干擾?，F(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)位于便于運(yùn)輸、設(shè)備安裝和使用的地方。選人要嚴(yán)格按照工作要求，結(jié)合礦井實(shí)際情況，選擇科學(xué)合理的觀點(diǎn)，確保礦山勘測(cè)的準(zhǔn)確性。

3.4 GPS設(shè)備埋設(shè)的應(yīng)用

（1）GPS設(shè)備的安裝應(yīng)滿足舒適性和功能性的要求。選定的安裝位置應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性，以避免自然因素造成的損壞，并確保試驗(yàn)設(shè)備的持續(xù)有效性。

（2）GPS可用于通過(guò)測(cè)量中的衛(wèi)星信號(hào)從礦山測(cè)量中采集數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)，測(cè)量時(shí)應(yīng)連續(xù)測(cè)量GPS設(shè)備，這意味著GPS衛(wèi)星的高度角保持恒定，確保GPS設(shè)備的穩(wěn)定性。

（3）使用GPS檢測(cè)礦山需要保留和記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性將影響礦山勘測(cè)的最終準(zhǔn)確性，因此，記錄GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)非常重要。盡管GPS在提高礦山勘測(cè)精度方面發(fā)揮了一定作用，但該技術(shù)仍存在局限性。隨著GPS技術(shù)（全球定位系統(tǒng)）和RTK技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量技術(shù)變得越來(lái)越復(fù)雜。與傳統(tǒng)的GPS技術(shù)相比，RTK技術(shù)具有很高的測(cè)量精度，并使用了載波相位的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，該技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用于地形圖，控制測(cè)量和其他領(lǐng)域，在未來(lái)的礦山勘測(cè)中，RTK技術(shù)的使用將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，通過(guò)分析，礦山地形和技術(shù)能力的人為因素影響著礦山測(cè)量和驗(yàn)收的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)測(cè)量計(jì)算的分析和解釋，提高驗(yàn)收的準(zhǔn)確性，使用了各種更有效的計(jì)算方法來(lái)確保礦山生產(chǎn)的總量和質(zhì)量。

GPS技術(shù)的發(fā)展也表明，提高礦山測(cè)量精度必須依靠先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備。礦山勘測(cè)準(zhǔn)是一個(gè)復(fù)雜而嚴(yán)格的項(xiàng)目，不僅需要理論上的支持，而且還需要技術(shù)上的支持，在檢查和驗(yàn)收礦井時(shí)，有必要增加新技術(shù)和新觀念的應(yīng)用，使用先進(jìn)的測(cè)量方法和工具，提高礦山測(cè)量驗(yàn)收工作效率，提高計(jì)算精度。