現代測繪技術在礦山測量中的應用

摘要：隨著計算機技術的應用，衛星導航技術的應用，加上一些電子技術也逐漸進入測繪工作中來。形成了現在測繪儀器及測繪技術的新體系，本文主要針對現代測繪儀器技術及其在礦山測量中的應用進行分析討論。

關鍵詞：測繪技術；礦山測量；新技術應用

Abstract： along with the application of computer technology， the application of satellite navigation technology， plus some electronic technology also gradually into the work of Surveying and mapping. The formation of a new system now surveying and mapping instruments and techniques， this paper mainly aims at the modern. surveying instrument technology and its application in mine surveying are discussed

Keywords： Surveying and mapping technology； mine surveying； application of new technology

隨著電子技術和激光技術的發展，光電結合型的測繪儀器（如測距儀、全站儀、陀螺儀）對傳統的測繪儀器方法產生了深刻的影響。礦山測量服務于礦山勘探、設計、開發和生產運營的各個階段，為此礦山測量必須將先進的現代技術同礦山測量的實際工作、具體特點相結合，拓寬礦山測量的生存空間和業務范圍，促進礦山測量的改進和發展，適應市場經濟體制和礦山體制改革的需要。

一、現代測繪儀器、技術及其在礦山測量中的應用

1.全站儀及其在礦山測量中的應用

全站儀作為當前應用最為廣泛的測繪儀器是電子技術與光學技術發展結合的光電測量儀器、也是集測距儀、電子經緯儀優點于一體的、應用前途廣泛的儀器。智能化的全站儀是集光、電、磁、機的最新科學成果，集測距、測角為一體的先進儀器。國際上先進的全站儀均以存儲卡、內部存儲器或電子手簿的方式記錄數據，具有雙路傳輸的通訊功能，能接收外部計算機的指令、由計算機輸入數據，也能向外部計算機輸出數據。本

全站儀由于兼具有經緯儀和測距儀的優點，且以數字形式提供測量成果，操作簡便、性能穩定、數據可通過電子手簿與計算機進行通訊等優點，使其在礦山測量中得到了廣泛的應用。地面控制測量、地形測量、工程測量、井下測量均可用全站儀進行。

以全站儀為代表的智能化、數字化儀器是礦山測量儀器今后的發展方向之一。基于全站儀和現代計算機技術可建立礦山三維數據自動采集、傳輸、處理的礦山測量數據處理系統，取代傳統的手簿記錄、手工錄入、繁瑣計算等大量的重復性的工作。此外，全站儀在礦山地表移動監測、礦區土地復墾工程實施、礦區施工等方面也都得到應用，既提高了效益，加快了速度，又保證了精度。

1.1前方測角交會

以某開發礦業有限公司礦60萬t/a選礦廠工程為實例，來說明全站儀結合AutoCAD在工程測量中的應用，使用的是瑞士Leica公司生產的TCR402全站儀。

如圖1所示，A、為坐標已知的控制點，P為待求點，在A、兩點已觀測了角度口和b。

利用AutoCAD系統軟件，根據A、兩點坐標在桌面上繪制出A、兩個點，連接AB點得到AB線段，然后分別以A點和點為基點旋轉口，b角（從圖1中可直觀地分辯方向）。使用ID命令選擇交點P，就可以得出P點坐標了。如果圖形有檢校條件，可以進行坐標差的計算。如果在近似平差的情況下能滿足需要，則可以在圖形上進行平均計算并作出標記。

1.2前方距離交會

同樣可以利用AutoCAD系統軟件，根據A、兩點坐標繪制出A、兩個點，連接AB點得到AB線段，然后分別以A點和點為圓心，以S。和S為半徑作圓，則得到P點和P點（對照現場的方位情況從圖上可直觀地分辯出P為所求點）。使用ID命令選擇交點P，就可以得出P點坐標了。在實際工作過程中，通常會將前方測角交會與前方距離交會進行組合應用。

二、空間信息技術及其在礦山測量中的應用

空間信息技術的核心和主體是“3s”技術，即遙感（RS）、全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）。

遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗，航空遙感資料可作為礦區地形圖測繪的資料來源，通過像片校正、目視判讀、野外調繪等工作，完成地形圖的測繪。較之傳統的測圖方法，利用遙感資料進行測圖速度快、成本低、精度高，是一種應用極為廣泛的測圖方法。航天遙感在礦山測量中應用的關鍵理論與技術也正處于研究之中。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用。

GPS技術在礦山測量中的應用主要是取代傳統的地面測繪工作。如利用GPS技術進行礦區地表移動監測、水文觀測孔高程監測、礦區控制網建立或復測、改造等。隨著GPS接收機性能價格比的不斷上升，已成為現代礦山測量的一項重要支撐技術。

應用于礦區的地理信息系統稱為礦區資料源環境信息系統（MRIES）。MREIS已成為礦山測錄的重要發展方向。以礦區資源環境信息系統為平臺，以各種測量技術為數據獲取的途徑，可以建立集數據采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術系統，作為礦山可持續發展的決策支持系統。礦山測量工作是建立MRRIS的前提性工作，而建立MRRIS則是礦山測錄發展的必然趨勢。因此，GPS首先應用于礦山測量，建立礦山測量信息系統，然后以此為基礎，建立礦區資源環境信息系統。

三、礦山GPS網的建立

建立礦山GPS網的目的，主要是建立高精度施工控制網，以便利用這些網點的坐標直接得到并能達到施工所需要的精度要求。在處理GPS各種數據過程中，首先在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差，保證了GPS差分的相對定位精度。而且在各種坐標轉換中，沒有涉及到由wGS4坐標轉換為我國參心坐標系的問題，因此，不會受到“轉換參數”求定誤差的影響。另外該網也沒有與國家平面控制網聯測，所以，也不會受到地面控制網測量誤差的影響，仍然保持原來GPS差分相對定位的高精度。因此，用這種方法所建立的獨立坐標系工程平面控制網，經過一系列的數據處理和坐標轉換，是能達到貫通測量和各種施工測量精度要求的。

四、慣性測量系統及其在礦山測量中的應用

慣性測量系統是一種導航定位技術，具有全天候、自主式、快速多能和機動靈活等優點，為大地測量、工程測量和礦山測量作業的自動化和全能提供了另一種新的技術手段。它是利用慣性導航的原理，以同時獲取大地多種測量數據（經緯度，高程、方位角、重力異常和垂線偏差等）的一種技術系統。ISS可分為兩大類：平臺式系統和捷聯式系統，ISS在測繪領域的主要應用目標包括：①控制測量，如對已有控制點的檢核、加密、航測控制等；②管線監測、定位、地殼形變、地表沉陷觀測；③井下定位，各種工程和建筑測量；④地震、重力測量，地球物理研究；⑤井筒和罐道梁的垂直性監測等。GPS/ISS組合系統是滿足高精度導航和定位要求的發展方向之一。這種組合系統可使CPS與ISS的性能得到很多互補，能夠以整體大地測量模型進行數據處理，同時確定三維坐標和大地水準面，使定位和導航的精度提高且穩定。

五、其他測繪新儀器新技術的應用

其他的現代測繪儀器如激光指向儀、陀螺經緯儀、數字式水準儀及相關的測繪技術等都在礦山測量中得到了應用，并以這些儀器技術為基礎，形成了許多礦山測量的專用儀器，作為礦山測量應用的現代儀器和技術。

六、結束語

礦山測量其發展和進步與采礦技術和礦業工程的發展、測量科學技術與儀器設備的發展、其它學科如數理科學、計算機科學等的發展密切相關。現代測繪科學技術的發展，必然會促進礦山測量的進一步發展。

參考文獻：

[1] 寧津生，楊凱.從數字化測繪到信息化測繪的測繪學科新進展[J].測繪科學.2007年

[2] 李德仁，苗前軍，邵振峰.信息化測繪體系的定位與框架[J].武漢大學學報（信息科學版）.2007

[3] 孔和生，劉全海.基于現代測繪的地下管線動態更新方法的探討[A].江蘇省測繪學會2007年學術年會論文集[C].2008年