GPS技術在礦山地質測量中的應用探析

宋英赫

（黑龍江省國土資源勘測規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150090）

在國民經(jīng)濟日益發(fā)展中測繪行業(yè)在技術上發(fā)生了質的變化，越加以更高方向越加快速發(fā)展。對礦山地質測量而言，主要指的是針對礦山實施土工建設，對礦井進行開發(fā)，進行生產，對變形情況進行測量，對礦區(qū)環(huán)境進行修復，在眾多測繪技術當中GPS技術是一項很有效的技術，以其全天候24小時作業(yè)，定位準確、測繪能力較強、誤差較小，能夠實現(xiàn)自動化管理，作業(yè)效率較高，節(jié)約成本等優(yōu)勢，在礦山地質測量中有著廣泛應用。GPS技術出現(xiàn)后為測繪行業(yè)發(fā)展帶來了新的技術革命，尤其是當前國民經(jīng)濟發(fā)展中對于礦產資料的需求越來越大，該項技術被廣泛派上用場。GPS技術在其中的應用擺脫了傳統(tǒng)測量方法的束縛，突破了限制性，在礦山測量中具有很多優(yōu)越性，操作越加方便，是一種首選測量技術。本文以GPS技術和礦山地質測量為研究對象，對GPS技術概念與其技術在礦山測量當中的應用進行了簡單論述，通過本文論述旨在為廣大礦山地質測量工作人員有效利用GPS技術，為做好測量工作提供方便，為礦山工業(yè)的發(fā)展提供指導。

1 相關概念簡述

1.1 GPS技術概述

全球定位系統(tǒng)簡稱GPS，近些年來在多個領域當中都有應用。這種技術有自身特點，能夠進行全天候的定位，精度和效益較高，有著較強的自動運行能力。同時在測量工作中GPS技術有著廣泛應用。隨著社會日益進步和發(fā)展，人們對于物質需求也越高，企業(yè)想要在發(fā)展中更加穩(wěn)定，要使生產質量得以確保，特別是對于煤礦企業(yè)來說在規(guī)劃和開采礦物當中想要保證產業(yè)質量要以測量技術為保障前提，這種技術在煤礦產業(yè)當中有著很高的地位。這種技術在企業(yè)測量中應用的同時對于測量人員在自身素質上提出的要求更嚴格，只有團隊水平與技術更高，素質更高，才能發(fā)揮出該技術的作用，使開采質量和效率得以保障。

1.2 技術原理

空間與地面、用戶裝置是GPS技術系統(tǒng)的三個重要組成部分，空間這個部分主要擔任對導航定電文進行發(fā)送的任務，地面這種控制部分負責監(jiān)測計算導航電文，將時差傳達給衛(wèi)星，用戶裝置這個部分負責處理相關數(shù)據(jù)，對時間、空間位置與速度計算出來。空間坐標和地固坐標系統(tǒng)是兩種常用的系統(tǒng)，前一個系統(tǒng)適用于礦山測量[1]。

1.3 技術特點

此測量技術有著以下幾個特點，在操作上更加簡便，工作人員只需要對測量技術加以掌握，使其設備操作得以完成。在測站間不需要通視，使測量選點更加方便，更加靈活，在使用當中使信號阻隔得到防止，應使測站上空開闊一些。測量效率更高一些，通過對GPS技術的應用能夠使工作時間得以減少，測量效率得以提高。在對網(wǎng)布進行控制設計時對單個控制點進行觀測的時間還不到一小時[2]。精度高，雙頻接收機具有5pmm+1ppm的精度，在實際應用中表明了在100千米至500千米的基線上測量精度很高，在低于50千米的基線上測量精度更高。

2 在礦山地質測量中影響GPS技術應用的因素

該項技術在對礦山進行當中有很多優(yōu)勢，在對現(xiàn)場進行測量中也會受到很多因素影響。主要的影響因素有天空環(huán)境與高程異常、衛(wèi)星狀況以及數(shù)據(jù)鏈傳輸干擾，在天空環(huán)境上的影響主要表現(xiàn)為在中午電離層會對衛(wèi)星信號產生影響，共用衛(wèi)星數(shù)量不多，初始化難以正常進行，影響到測量工作，所以要結合地理位置合理選擇測量時間。在密集的森林與高山峽谷，對衛(wèi)星狀況產生影響，對于測量過程和時間來說都產生了限制性影響，使得假值得以出現(xiàn)。對數(shù)據(jù)鏈傳輸這個問題主要表現(xiàn)在干擾與受限，使得半徑比正常作業(yè)小，使得測量精度受到影響。

3 GPS技術在礦山地質測量中的應用

礦山測量工作主要有工作面的野外調查與生態(tài)環(huán)境的破壞監(jiān)測，以及礦石堆動態(tài)測量等工作內容，在傳統(tǒng)上的測量方法為通過對皮尺量的利用加以標注，精度要低，在工作量上有些繁瑣，相關手持機能夠對這項工作靈活處理，實時對坐標信息加以提供。生態(tài)環(huán)境的破壞進行監(jiān)測，以開采沉陷為例，需要實時監(jiān)控沉陷動態(tài)變化情況，在傳統(tǒng)上的測量方法為通過對全站儀的利用展開測量，受到地形與監(jiān)控點，以及控制點位置等因素影響，在測量結果上實時性較為缺乏，通過對GPS這種技術的應用，使精度得以滿足，監(jiān)測更為快速，觀測強度得以降低。

4 在測量中常會面對的問題

GPS這種技術自身具有獨特性的特點，在測量當中應用廣泛，在真正應用當中還是存在問題：對控制點位置的選擇，這種技術以衛(wèi)星信號測量方法為主，以接收機對衛(wèi)星信號得以滿足，原有控制點的位置加以接收，構建筑物與其它地物遮擋，在選擇控制點上加以選擇，使電磁干擾物與信號遮擋物得以避開，對控制點進行測量，對接收角度與時間加以調整。在進行礦山測量時對區(qū)域與等級控制點加以利用，如對WGS-84系統(tǒng)加以采用，在礦山建設當中80坐標系統(tǒng)在參考上存在差異，因此在利用GPS技術時對坐標系轉換參數(shù)加以考慮，對獲取的參數(shù)加以考慮，對坐標系加以統(tǒng)一。

關于數(shù)據(jù)處理這個問題，通過對GPS技術對點位信息加以獲取，為使得精度需求更高，根據(jù)定位結果對數(shù)據(jù)進行處理，這在誤差參數(shù)選擇與處理模型構建，對時段控制數(shù)據(jù)進行獲取，對結果精度評定加以處理，這是當前GPS技術重點研究的方向。

但是受到地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，對采礦企業(yè)來說有一些企業(yè)在礦山測量當中還在對傳統(tǒng)方法加以沿用，測量效率有些低，使生產經(jīng)營效率受到嚴重制約。采集的數(shù)據(jù)結果沒有和實際情況匹配，在測量工作中以數(shù)據(jù)采集為基礎，測量環(huán)節(jié)過多的話會和實際情況不匹配，因為測量環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，使得各環(huán)節(jié)得不到有效銜接。采礦企業(yè)沒有對動態(tài)測量信息系統(tǒng)加以建立，在采礦企業(yè)當中測量部門的溝通交流較為缺乏，造成各測量工序彼此獨立，信息分享交流也不夠高效。多數(shù)測量工作采取傳統(tǒng)靜態(tài)測量的方式，外界環(huán)境反應機制越加科學高效，實用價值很難得以發(fā)揮。

5 結語

結合以上論述可知，本文從四個方面對GPS技術在礦山地質測量中的應用展開論述。對GPS技術在其中的應用來說要知道什么是GPS技術，了解礦山測量現(xiàn)狀，存在哪些問題，了解GPS技術在測量當中的具體應用現(xiàn)狀，認識到其技術優(yōu)勢，根據(jù)地區(qū)實際、地形等因素對此技術有效應用。