數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在礦山測(cè)量過程中的運(yùn)用

李煥喜

摘 要：數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在礦山測(cè)量過程中的應(yīng)用能夠顯著提高測(cè)量準(zhǔn)確性，滿足人們當(dāng)前對(duì)礦山測(cè)量的精度需求。在簡要分析數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的基礎(chǔ)上，以GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例探討數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字測(cè)土技術(shù)；GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)；礦山測(cè)量；布網(wǎng)方案

中圖分類號(hào)：TD17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.118

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)礦業(yè)產(chǎn)品的需求顯著提高，因此對(duì)礦山建設(shè)和生產(chǎn)工作也提出了更高的要求。礦山測(cè)量工作在礦山開采工作中具有重要應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也是礦山生產(chǎn)安全的重要保障。數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著提高礦山測(cè)量準(zhǔn)確性，從而保證礦山各項(xiàng)生產(chǎn)工作的安全。

1 礦山測(cè)量中數(shù)字測(cè)圖技術(shù)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)

1.1 控制測(cè)量

在礦井?dāng)?shù)字測(cè)圖中，與傳統(tǒng)的控制測(cè)量方式相比，數(shù)字控制測(cè)量工作更為簡便。在新規(guī)范中，對(duì)測(cè)量精度的要求并沒有很大改變。例如通常來講，電子全站儀的測(cè)量精度為5″、（3+5×10-6）″，另外還需要加上電子自動(dòng)讀數(shù)，因此其實(shí)際精度與光學(xué)經(jīng)緯儀相比比較高。

1.2 碎部測(cè)量

在數(shù)字測(cè)圖技術(shù)中，主要是采用極坐標(biāo)法實(shí)施碎部測(cè)量。在將多數(shù)碎部點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之后，也就可以采用軟件中的距離交會(huì)、方向交會(huì)、十字尺測(cè)量法或量算定點(diǎn)等對(duì)其他各點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，另外，再采用軟件中所具有的拷貝、延伸和偏移等功能獲取測(cè)量礦井的最后圖形。在一部分單位中，所采用的非電子平板數(shù)字測(cè)圖還是傳統(tǒng)的外業(yè)草圖和室內(nèi)交互編輯測(cè)量方式，這種做法不但工作效率低下，同時(shí)在測(cè)圖各項(xiàng)操作中也較為復(fù)雜。在實(shí)際測(cè)量操作中，要繪制復(fù)雜的草圖，而這項(xiàng)工作對(duì)人力的要求比較高。但是采用數(shù)字測(cè)圖測(cè)量則可以有效避免這一缺點(diǎn)，使用數(shù)字測(cè)圖測(cè)量時(shí)，只需要三個(gè)工作人員即可，他們的職責(zé)分別是跑尺和內(nèi)業(yè)繪圖、照明和扶好標(biāo)尺以及觀測(cè)、記錄和編碼，這大大減少了人力需求。

2 數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用效果

2.1 工程概況

本次GPS平面控制測(cè)量任務(wù)是位于河北省唐山市灤縣的田興鐵礦，為保證以后巷道定向的需要，需在田興鐵礦各個(gè)廠區(qū)的測(cè)區(qū)范圍內(nèi)建立E級(jí)GPS平面控制網(wǎng)。司家營鐵礦南區(qū)采礦工程位于河北省灤縣響嘡鎮(zhèn)境內(nèi)，距唐鋼55 km，北距京山鐵路灤縣車站約14 km，西距遷（安）曹（妃甸）鐵路約6.0 km，遷曹鐵路的菱角山站位于南區(qū)西北方向約8.5 km處；平—青—大公路從礦區(qū)北側(cè)、東側(cè)通過，交通運(yùn)輸十分便利。氣候?qū)俚湫桶敫珊荡箨懶詺夂?，氣候干燥，風(fēng)沙大。雨季集中在七、八、九月，且多以暴雨形式出現(xiàn)。礦區(qū)周圍以農(nóng)業(yè)為主，村莊密集，人口較多。本次測(cè)量采用的GPS接收機(jī)型號(hào)是徠卡GS15等，該GPS儀接受的信號(hào)是L1-C/A碼。其平面精度為5 mm+1 ppm，高程精度為10 mm+2 ppm。

2.2 布網(wǎng)方案

在GPS靜態(tài)測(cè)量過程中，要對(duì)各個(gè)GPS進(jìn)行逐一布設(shè)，并嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的精度和密度做好跨級(jí)布設(shè)。GPS網(wǎng)的各個(gè)點(diǎn)之間沒有相關(guān)的通視連接，可采取常規(guī)的測(cè)量方法，保證各個(gè)控制點(diǎn)在網(wǎng)中均勻地分布，必要時(shí)進(jìn)行標(biāo)石標(biāo)注。點(diǎn)位的基礎(chǔ)保證有著一定的穩(wěn)定性，能夠保證作業(yè)的安全性。對(duì)舊點(diǎn)的完好性和穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，并采用合理的方法對(duì)GPS點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，使各個(gè)點(diǎn)之間有著合理的聯(lián)系。依據(jù)測(cè)區(qū)的相關(guān)情況，盡可能將GPS相關(guān)的控制點(diǎn)布設(shè)在一些永久性的建筑物上，保證其穩(wěn)定性。

2.3 網(wǎng)型分析

GPS網(wǎng)圖形布設(shè)過程中，往往有多種方法，而該礦山測(cè)量中，主要是利用對(duì)邊連接方式，保證接收機(jī)不少于3臺(tái)，進(jìn)而組成GPS網(wǎng)，保證對(duì)網(wǎng)的幾何強(qiáng)度，全面提高網(wǎng)的可靠性。GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)點(diǎn)為N2、N5、N7、XP-1、XP-2、NJ-1、NJ-2、DH-1、DH-2、N7-2、N7-3、DF-1、DF-2、X1、X3、Z2、Z3、2FJ-1、、2FJ-2、2FJ-3、N2-1、N2-2，采用邊點(diǎn)混合連接式。

2.4 數(shù)據(jù)精度

在該礦山測(cè)量過程中，主要是對(duì)測(cè)區(qū)中央的子午線的相關(guān)經(jīng)度進(jìn)行全面的了解，并采用起算數(shù)據(jù)的一些帶號(hào)。在GPS基線各項(xiàng)測(cè)量和相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)完全合格的情況下，組成閉合圖形，觀測(cè)的信息采取三維基線，起算依據(jù)選取WGS-84系三維坐標(biāo)，進(jìn)而保證GPS網(wǎng)沒有相關(guān)的三維約束平差。

保證WGS-84坐標(biāo)系下中有GPS控制點(diǎn)在其三維坐標(biāo)中，并對(duì)各個(gè)觀測(cè)值進(jìn)行觀察，然后生成GPS高程擬合的相關(guān)數(shù)據(jù)文件，在WGS-84坐標(biāo)系中的三維監(jiān)測(cè)中，就要保證基線向量改正數(shù)的絕對(duì)值不大于3，進(jìn)而將其作為GPS控制網(wǎng)規(guī)定的相關(guān)基線的精度。

測(cè)量完成之后，做好質(zhì)量的分析和基礎(chǔ)控制，并在實(shí)際控制中廢除不合格的基線。雖然在測(cè)量的過程中，各個(gè)點(diǎn)的水平分量存在各種誤差，但是總的來說，GPS靜態(tài)測(cè)量方法與相關(guān)規(guī)范要求是相符合的。

3 結(jié)束語

總而言之，數(shù)字測(cè)圖技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用不僅提高了工作效率，還節(jié)省了人力和財(cái)力，有著較好的外業(yè)觀測(cè)條件。在實(shí)際的觀測(cè)中，更要嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，充分發(fā)揮數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而帶給礦山工程更大的綜合效益。

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〔編輯：王霞〕