GPS技術在礦山測量中的應用探究

呂鵬飛

(冀中能源股份有限公司東龐礦地測科，河北 邢臺 054000）

GPS技術在礦山測量中的應用探究

呂鵬飛

(冀中能源股份有限公司東龐礦地測科，河北 邢臺 054000）

隨著現代技術的不斷發展，礦山測量也有了新型的測量方法。傳統的測量方法需要的工時長，而且測量時有局限，測量結果也不精確，新型的測量方法就是使用GPS進行定位測量，測量精確度高，測量起來也很方便，所以不論是從經濟效益還是準確度等考慮都應該在礦山測量時使用這種方法。本文將對GPS技術在礦山測量中的應用進行簡單的分析。

精確度；現代測量技術；動態監測

1 對礦山測量的認識

礦山測量是一門隨著社會發展而動態變換的科學，它的應用領域也在不斷更新，對于這樣的科學既需要鞏固傳統的領域，還要不斷創新，不管是應用體系還是應用模式上都要創新，只有不斷創新才能更加適應社會的發展。

現在的礦山測量運用GPS系統，這項技術在測繪科學中的應用越來越成熟，計算機技術的大力發展推進了礦山測量技術的進一步發展，計算機系統可以實時獲取測量信息，并加以分析和處理。礦山的測量技術在大部分煤礦、金屬礦以及有色金屬礦等的生產過程中起著極大的作用。它運用于礦山的勘探、開發以及運營等各階段，對于礦山的地表及地下的資源、空間和環境等的處理和信息的采集利用都有很大的作用，同時也為環境的保護、資源的開發和保護以及在運營中的環境服務都提供了幫助。

2 GPS定位系統的構成

GPS定位系統從大的方面可以分為空間部分（GPS衛星星座）、地面控制部分（地面監控系統）和用戶設備部分（GPS信號接收機）。通常GPS技術利用網絡系統控制進行定位，這種網絡稱作GPS網。GPS網可以分成外業工作和內業工作兩大部分，這兩部分的工作性質有很大的區別。外業工作主要完成選點、野外觀測作業和建立測站標志等任務；內業工作主要完成GPS控制網的技術設計和數據信息處理總結等一些室內工作。兩種性質不同的作業比較起來，外業觀測相對較簡單些，與傳統的經緯儀等的測量比較起來更方便準確，只要將GPS接收機天線安裝到觀測站點上，再直接量取天線的垂直高度即可，具體操作時一定要細心，不要忘記輸入觀測站點和觀測日期，還要檢查檢測機是否正常工作。觀測幾十分鐘后一般就能測到精確的數據，觀測結束后要將觀測數據存儲到接受機的存儲器中。內業的工作主要是通過電腦系統來完成。

3 GPS在礦山工程測量的應用

3.1 采剝現狀與地形測量

傳統的測量礦山一般都要在被測范圍內建立控制點，再在控制點上架設經緯儀等所需要的測量儀器，這是傳統的測量方法。后來引進了外國的全站儀和電子手薄等配合的測量方法，這種方法雖然有了提高，但是要求在測站上測周圍的地貌等零碎部點，達成通視，這樣才能進行測量，在測量過程中要3個人同時配合進行，完工最后拼圖的時候，必須完全吻合，一旦出現錯誤須重新到野外測量，整個過程非常麻煩。現在使用GPS技術進行測量，一般的地形架一個監測站，一次就能測量至少方圓10公里的距離，不僅操作簡便、需要的人員少，測量的距離也提高了很多，在測量過程中可以實時檢測點位進度，這樣測量的速度也加快了，大大提高了工作效率。GPS測量的平面精度和高度精度都能達到厘米級別，誤差率也很小，數據安全可靠。當數據測試完畢后，通過軟件將數據傳出，這樣就能繪制出所需要的地形圖。

3.2 工程放樣

傳統的鉆孔和境界線等的工程放樣時要將設計好的點位在實際地形中標出，還要使用經緯儀等儀器，要達到好的效果，就要不斷移動目標，在操作的過程中還要有2—3人共同配合，在放樣過程中要有較好的通視效果，在放樣過程中還會遇到很多困難，如果距離遠的還要架設支測點，測量過程中會產生累加的誤差。采用GPS技術放樣，外業工作量相對較大，不過只需要一個人把設計好的點位坐標輸入即可，輸入后手薄自動顯示，而且能直觀地提示人要走到放樣的位置，這樣又簡潔又方便，唯一的不足之處就是在觀測現場不能定角度和方向。

4 GPS在礦山測量中的不足及其解決辦法

4.1 受衛星狀況限制

一些國家衛星的覆蓋不是很好，產生的信息值不一定都正確。在一些高山峽谷深處及密集森林區，也會受到影響，衛星信號長時間被覆蓋，所以在測量過程中測量時間會受限制，也會產生假值。

4.2 天空環境影響

在中午，衛星信號受到電離層的影響，而且共用的衛星數量少，所以不能正常初始化，也就無法進行正常的測量，所以在測量時也要根據地理位置選擇合適的時間進行測量。

4.3 數據鏈傳輸受干擾和限制

數據鏈傳輸受干擾和限制，測量作業半徑要比正常的小。GPS數據鏈傳輸會受到高大建筑物或者高大山體的干擾，在傳輸過程中衰減現象比較嚴重，也嚴重影響了作業精度。測量地區如果高低起伏太大，數據鏈傳輸信號也會受到限制。

4.4 高程異常問題

GPS作業模式要求高程的轉換必須精確，但是由于我國地形復雜，高程異常圖也經常出現，所以這使得在高海拔地區的高程工作就比較困難，精度也不是很均勻。

5 總結

傳統的礦山測量需要的工作人員多，操作繁瑣，而且精度也不是很高。現代的礦山測量應用的GPS技術，精度高、操作簡單，能夠快速準確地得到測量結果，工作效率也有了很大的提高，但是在測量過程中也會受到外界因素的影響，所以測量時一定要找到合適的時間和測量位置，這樣才能充分發揮GPS與全站儀各自的優勢。

[1]藺志強,柳思聰.“3S”技術在數字礦山應用中的研究[J].測繪與空間地理信息，2010(06).

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1003-5168(2014)03-0018-01