淺議GPS技術在礦山測量中的應用

王財 馬威武

(青海省柴達木綜合地質礦產勘查院,青海格爾木 816000)

淺議GPS技術在礦山測量中的應用

王財 馬威武

(青海省柴達木綜合地質礦產勘查院,青海格爾木 816000)

GPS技術是近些年來才出現并在社會生活中發展開來,GPS(Global Positioning System)即全球定位系統,最早被美國研制出來,并且在1994年才開始投入使用的衛星導航與定位系統。就當前來看,該應用技術已經普及到國民經濟的各個領域,在測量領域中GPS技術以全天候、高效率、高精度、自動化的優勢逐步應用到測量領域內,本文就GPS技術在礦上測量中的應用進行分析,來進一步促進GPS技術在礦上測量中的應用。

GPS技術 礦上測量 應用措施

在傳統的礦山測量中，常規三角、導線測量因為其作業率低，精度不準確已經逐漸滿足不了現在礦山工作的需要。而GPS技術的出現很好的滿足了現代礦山測量的需要，就目前來講，GPS技術已經普遍的應用到礦山的測量中，本文就結合礦山的實際情況，探究GPS技術在礦山測量中的一些工作方法。

1 GPS技術概述及特點

GPS(全球定位系統)是美國第二代衛星導航系統，它主要由三個部分組成：空間部分、地面監控部分和用戶接收。GPS的空間部分主要是由24顆GPS衛星所組成，這24個衛星一并組成了GPS的衛星星座，這24個衛星分工不同，其中21個衛星用于導航，3個為備用衛星。每個衛星能夠發出導航定位的信號?？刂撇糠种饕植荚谌虿煌母櫿窘M成的監控系統，跟蹤站根據作用的不同又被分為主控站、監控站和注入站。而用戶部分主要是由接收機、數據處理軟件及相應的用戶設備所組成的，用戶部分的主要作用是接收GPS衛星所發出的信號，并利用這些信號進行導航定位。

GPS因其獨特的優勢地位在測量領域中應用于大地測量、城市測量、各類工程測量、變形測量等一些領域，并且逐步成為一種重要的常規檢測手段。并且GPS有一定的精度高、觀測時間短、操作方便以及全天候作業等特點，這些特點也是GPS技術能夠在礦上測量的優勢之一。

2 空間信息技術在礦山測量中的應用

對空間信息技術的核心是和主體來說，主要應用的是“3S”技術。對礦山測量來說，在礦山測量中都已經應用了該技術，并且在應用的過程中也得到了良好的成效。尤其對于GPS技術來說，GPS技術在礦山測量、控制測量、工程測量、環境監測、防災減災以及交通運輸工具的導向方面發揮著重要的作用。GPS技術有著比傳統的測量技術更為優勢的特點，如：不受天氣的限制，能夠全天候的作業、并且計算精度高同時還無等級測量之分，無需考慮測點間的通視，且不存在積累的誤差。這些技術的應用都改變了傳統的測量模式，地理信息系統有關的數據進行采集、處理、管理，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，在空間信息技術的支撐下，現代的測繪儀器和技術層出不窮，并且對礦山測量帶來方便。作為“3S”技術中的遙感技術在礦山測量中的應用經歷了較長的發展階段，在遙感技術豐富經驗的引導下，航空遙感技術可以獲取礦區的信息資源，對礦區的環境進行檢測，為礦區的環境保護提供意見和決策的支持。通過相片的校正、目視判讀和野外的調繪工作來完成地形圖的描繪。GPS技術的出現改變了傳統的地面測繪的方式，在礦山測控中可有效的利用GPS技術進行礦區地表移動檢測。水文觀測孔的高程檢測、礦區控制網建立或復制與改造等。GPS接收機的性能價格比不斷的上升，其應用于礦山測量工作的地面部分已經成為現代礦山測量的一項重要的技術。

3 GPS RTK在礦山工程測量中的應用

RTK(實施動態測量)的定位系統是有基準站、流動站和數據鏈組成的，實施動態測量是必須建立在無線通訊技術上，該系統的原理主要是在點位精度較高的手機控制點作為基準點，并且安裝一臺接收機作為參考站，對衛星進行連續的觀測，流動站上的接收機在接收衛星信號的同時，可以通過無線電的傳輸設備接受觀測數據，流動站上的計算便可以根據相對定位的原理實時計算機顯示出流動站的三維坐標與測量精度。這樣用戶便可以根據待測點的精度指標確定觀測時間，從而減少冗余的觀測，進而提高了工作的效率。

在礦山的測量中，現在都開始采用RTK，對一般的地形地勢而言，一次的測區范圍是10多km，這就大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的搬站次數，僅需要一個操作步驟，便可以準確測到該點的三維坐標值。RTK技術的另外一個優勢便是其平面精度和高程進度已經達到厘米級，對出現的錯誤不會累加，并且數據安全可靠。在對鉆孔、征地邊界、境界線的工程放樣中，RTK技術能夠大大提高外業放樣的效率，個人應把提前設計好的點位坐標輸入到電子薄中，手薄便會自動的提醒你如何走到要放樣的位置，具有方便快捷的優勢，不足之處是不能現場給定角度和方向。

4 GPS技術在礦山測量中的具體的作業步驟

4.1 準備工作

采用GPS對礦山進行測量時，第一個應該要做的步驟首先應該是對測區進行踏勘，接下來應該根據踏勘的特點完成工作。在準備的過程中，準備工作一般包括以下幾個方面：設置好參數，基準站的數據采樣率一般為4—5秒的時間，流動站的數據采樣率一般為1—2秒，并且對高度的截止角通常設定為10度；對已經知道的坐標及時更換參數；對實施的工程放樣來說，在實施工程放樣前，應該對每個放樣點進行坐標的設計，并且定位線路的方位角，這樣便于在野外工作時，實施準確放樣。

4.2 對測區的坐標進行合適的轉化

對于坐標系的參數來說，在礦區的應用中有多種參數，這就需要對參數進行轉換。如：如果一個礦區采用的坐標系是北京54坐標系，而在對礦山的測量是在WGS—84的坐標系上進行的。因此，在進行礦區測量的過程中應該把坐標體系進行轉換，所以應該注重對測量的坐標進行轉換。

4.3 合理的安置基準站

對基準站的設置來說比較靈活，可以設立在精確坐標的已知點上，而且還可以設置在未知點上。對在基準站安裝的過程中在對地理位置的選擇上有較為明確的要求，如：應該選擇地位位置較高的地方、無遮擋、電臺信號覆蓋良好的地方。此外，在對基準臺安置的選擇過程中為了防止多重路徑效應與數據鏈的丟失時，在基準站的200m范圍內最好不要出現高壓電線和無線電的發射臺。

4.4 GPS_RTK施測及放樣

在測區首級控制監控基礎之上，利用點校正的方法，并且用求解坐標的系數去轉換參數，并且在基準站的設置時還應該選擇通視性好，四周沒有任何強電磁干擾的地方。當測區可見GPS衛星數在5顆星以上，只需要5—15秒的時間 就可完成初始化而得到固定解。這樣簡單方面的操作，使得每臺移動站只需一人便可以進行測量作業，每次在開始作業之前都應該對已經控制的控制點進行檢測，在確保檢測系統正確無誤之后，方可進行作業，

實時動態 RTL數據處理則相對比較簡單，外業測量采集的實測坐標通過手簿的數據傳輸系統，直接下載到計算機內。便可對其進行圖形編輯，同時也可以通過采集、整理和分類使之形成文件之后進行打印出來，在鉆孔放樣中，RTK 同樣能實時地提供導航數據，既可以快速的找到點位，還能夠精確的提供定位的精度。如在鉆孔放點和測點，可以依據GPS的電子手簿顯示的定線導航數據同樣能夠快速上線。并且用 GPS_RTK放樣，GPS電子手簿導航畫面可以快速上點及上線，它在一定的程度上提高了工作效率，減輕了工作人員的工作強度。因此，RPK的 測量既可以實時提供點位坐標和高程，又可實時知道測量點位精度。與此同時從測量結果來看，RPK的測量精度可以達到厘米，能夠很好的滿足礦山測量的需要。

5 結語

GPS技術在礦山測量中的出現和發展極大的提高了礦山測量的工作效率，并且變革了傳統的測量手段，極大的方便的了礦上的測量工作。隨著GPS技術不斷的改進與發展，將會把礦山測量帶進另外一個新的發展階段，

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[2]徐紹全,張華梅,楊志強,王澤民.GPS測量原理及應用(第二版)[J].武漢:武漢大學出版社,2007(12).

[3]孟敏.GPS技術在礦山控制測量中的應用研究[J].科技與企業,2013(20).

[4].余小龍,胡學奎.測繪通報,GPS—RTK技術的缺點及發展的前景[M].北京:中國地圖出版社(測繪出版社),2007.

GPS technology is only in recent years and in the development of social life, GPS (Global Positioning System), the Global Positioning System(GPS), first developed by the United States, and in 1994 began to be put into use of satellite navigation and Positioning System. In the context of the current, the application technology has spread to all fields of national economy, in the field of measurement of GPS technology to the advantage of all-weather, high efficiency, high precision, automation gradually applied to the measurement field, in this paper, the application of GPS technology in the mine survey analysis,to further promote the application of GPS technology in the mine measurement.

GPS technology;The mine measurement;The application measures

王財(1980—),男,青海湟中人,漢,測繪工程師,研究方向:礦山測量;

馬威武(1981—),男,甘肅酒泉人,漢,測繪工程師,研究方向:礦山測量。