淺談GPS控制在礦山中的應用研究現狀及發展趨勢

臧澤

摘要：在進行礦業開發的過程中最基礎的技術工作就是礦山測量，由于礦山多出現在地形比較復雜的崇山峻嶺中，所以相對來說測量的工作量和難度都比較大，若采用傳統的三角測量網法，不僅是測量工作效率低，更重要的是測量精度不能得到保證。所以在工作中采用GPS控制對于礦山的測量勢在必行，本文主要通過介紹GPS導航定位系統的特點、在礦山測量中的應用等方面淺談下GPS控制在礦山中的應用研究現狀及發展趨勢。

關鍵詞：GPS控制礦山測量應用研究現狀發展趨勢

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0025-01

近年來，隨著科技的發展和國家對礦山勘探測量等方面的不斷投入，我國礦山行業逐步成為國家的一大產業，尤其是在勘探，測量和信息化建設都取得了較大的發展，但是與發達國家相比仍然存在很大差距，對于礦山的規劃和設計仍存在不科學性，對于管理和安全方面也都存在隱患。全球定位系統（Global Positioning System-GPS）GPS是現階段隨著科學技術的發展而建立起來的新一代緊密衛星導航定位系統。由于GPS系統具有精度高、速度快、費用省、操作簡便等特點，被廣泛的應用于各個領域，尤其是在地形嚴峻的礦山測量中。本文主要結合GPS導航定位系統的特點及在礦山測量中的應用等方面淺談下GPS控制在礦山中的應用研究現狀及發展趨勢。

1GPS導航定位系統的特點

現階段GPS導航定位系統在許多領域都得到了廣泛應用，與GPS系統相關的產業結構也隨之而來，這種情況的發生主要得益于GPS本身的特點，概括起來主要有以下幾個方面。

（1）定位精度高：通過很多應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50km以內可達10-6，100～500km可達10-7，1000km以上可達10-9，在300～1500m工程精密定位中，1h以上觀測的解算，其平面位置誤差小于1mm。（2）觀測時間短：由于GPS系統的不斷完善，軟件不斷更新，目前20km以內相對靜態定位，僅需15～20min，動態相對定位測量時，可隨時定位，每站觀測僅需幾秒鐘。（3）測站間無須通視。（4）可提供三維坐標：GPS可同時精確測定測站點的三維坐標。（5）操作簡便：隨著GPS機不斷改進，新設計出來的機器的自動化程度越來越高，機器的體積及重量也在不斷改善，更便于工作人員使用。（6）不受天氣等其它因素的影響可以隨時進行工作，這樣就提高了工作效率。

2GPS在礦山測量的實施

在掌握了GPS特點和原理的同時，更重要的是把GPS控制技術運用到礦山測量的工作中，其中GPS對礦山測量實施包括GPS點的選埋、觀測、數據傳輸與數據預處理等工作。

2.1 選點

GPS測量不是僅有一個觀測站，而是有很多，但觀測站之間沒有要求相互通視，且網點的圖形結構也不是一成不變的，比較靈活，故與常規控制測量的選點相比較為簡便。但點位的選擇對于保證觀測工作的順利進行和保證測量結果的可靠性有著重要的意義，所以在點位選擇的過程中應持有嚴謹，謹慎的態度，在選點工作中應遵守以下原則：（1）選擇的點位應設在易于安裝接收設備，視野開闊的較高點上。（2）點位目標要顯著，視場周圍15°以上不應有障礙物。（3）點位應遠離大功率無線電發射源（如電視臺、微波站等），遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不得小于50m，目的是避免信號間的干擾，影響測量結果。（4）點位附近不應有大面積水域或不應有強烈干擾衛星信號接收的物體，以減弱多路徑效應的影響。（5）點位應選在交通方便，便于安裝其它相關聯的測量及觀察設備。（6）對于地面的基礎要求穩定，易于點的保存。（7）選點人員應按照工作準則及工程的需要在實地按要求選定點位。當利用舊點時，應對舊點的穩定性，完好性，進行檢查和測量，符合要求方可利用。（8）網行應有利于同步觀測邊、點聯結。

2.2 標志埋設

對于選好的點位要進行標志，以便于在工作中容易識別，一般是采用埋用具有中心標志的標石，用來精確標志點位，對選定的標石要求堅固，不易毀壞，更重要的是要能長久保存和利用。

2.3 開機觀測

當前期工作處理完畢時，下步該進行的就是觀測，觀測的主要目的是捕獲GPS衛星信號，并對其進行跟蹤、處理和量測，以獲得所需要的定位信息和觀測數據。一個時段觀測過程中，不允許對機器進行以下操作：關閉又重新啟動；進行自測試；改變衛星高度角；改變天線位置；改變數據采樣間隔；按動關閉文件和刪除文件等功能鍵，這些都能影響機器的測量結果。

2.4 觀測記錄

當有觀測結果出來時，最重要的就是對觀測結果進行記錄。記錄形式有以下兩種：觀測記錄和測量手薄。觀測記錄由GPS接收機自動進行，均記錄在存儲介質上。對于觀測結果的所用信息資料都要進行嚴格的記錄，測量信息要及時填寫，不能出現漏填或錯填的情況，對于測量信息堅決杜絕事后補記和追記。

3GPS礦山測量的發展趨勢

隨著全球定位系統（GPS）技術的快速發展，RTK測量技術也日益成熟，是一種新的常用的GPS測量方法，它與GPS技術相比較精確性更高。它采用了載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大里程碑，它被廣泛應用于工程放樣、地形測圖，各種控制測量等工程中，提高了工作效率。它是GPS的衍生，在今后的發展中有著光明的前景。

在國家的大力發展和調控下，我國的礦山的開采和勘探測量雖取得了一定的成果，但在具體的技術操作中還存在很多問題，如測量控制技術和發達國家相比還是存在一定的差距，所以我們工作人員在進行礦山勘探中要不斷的進行學習，在接收新的知識技術的同時，要注意多對技術改進方面進行總結，把工作中遇到的問題和技術的不足多向有關部門反映，以在實踐的基礎上找出更適合開采測量我國礦山的技術，為我國礦山的勘探測量技術貢獻自己的力量，從而提高我國礦山在國際上的競爭力。

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