礦山工程測繪中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用

王龍輝

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局天水礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

本文首先對GPS測繪技術(shù)相關(guān)的概念進行了闡述，以及其自身的優(yōu)勢進行了分析，并結(jié)合實際案例對GPS測繪技術(shù)在礦山資源勘探和測繪中的實際應(yīng)用過程進行了分析和研究，然后對如何提高測繪效果進行了闡述，最后針對GPS測繪技術(shù)的發(fā)展前景進行了分析，期望對同行有所參考。

1 GPS測繪技術(shù)的原理及優(yōu)點

1.1 GPS測繪技術(shù)的原理

科技水平的進步和計算機技術(shù)的發(fā)展，也讓GPS測繪技術(shù)得到了發(fā)展。在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)的過程中，對以往一些較為傳統(tǒng)的測繪觀念產(chǎn)生了的沖擊和挑戰(zhàn)。就GPS測繪系統(tǒng)的構(gòu)成來說，主要由信號接收機、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)等構(gòu)成。當該系統(tǒng)設(shè)備處于正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，工作人員需要利用相關(guān)的技術(shù)獲取到相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并做好數(shù)據(jù)的監(jiān)測和記錄工作，但是需要注意的是，在GPS測繪系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中[1]，為了確保數(shù)據(jù)的精確度，一般情況下，至少需要開啟兩臺以上的設(shè)備。測繪工作人員可以利用測繪技術(shù)對相關(guān)定位點的數(shù)據(jù)源進行精確的描繪，并繪制相應(yīng)的是三維坐標圖，然后通過對原始數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化后可以獲得每個測繪站點的基線向量，并根據(jù)坐標位置和基線向量等新最終獲取到需要的坐標位置。

1.2 GPS測繪技術(shù)的優(yōu)點

結(jié)合大量的研究和分析可知，就傳統(tǒng)模式下的GPS測繪技術(shù)來說，往往需要應(yīng)用到很多的設(shè)備和儀器。同時也在一定程度上增加了測繪工作的復(fù)雜性和難度。結(jié)合很多案例可知，如果應(yīng)用傳統(tǒng)模式下的GPS測繪技術(shù)進行測繪，會出現(xiàn)如信息數(shù)據(jù)反饋時間較長以及數(shù)據(jù)分析較為困難等問題。鑒于此，為了提高測繪工作的質(zhì)量和效率，需要利用基準站和流動站來進行測繪。應(yīng)用上述兩種設(shè)備進行測繪一方面可以大幅提高工作人員的測繪工作質(zhì)量和效率，另一方面也可以更為精確地展示測繪成果，對削減礦山工程項目測繪成本具有非常重要的作用和意義。為實現(xiàn)24h不間斷測繪提供了技術(shù)支持[2]。

2 GPS測繪技術(shù)在礦山工程測繪中的應(yīng)用

2.1 GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

在我國960多萬平方公里的土地上，不同城市的地理特征存在著一定的差異。利用GPS制圖技術(shù)進行測繪，可大大提高我國土地邊界地區(qū)測繪的精度，同時在一定程度上節(jié)省測繪技術(shù)費用。一般情況下，金屬礦山工程的地表特征都比較復(fù)雜，在進行測繪的過程中，非常容易受到各類綜合因素的影響，從而對最終的測繪結(jié)果產(chǎn)生了比較嚴重的影響，影響測繪的精確度。但是應(yīng)用GPS測繪技術(shù)對金屬礦山工程項目進行測繪的過程中，可以針對一些距離較遠的設(shè)計工程項目結(jié)構(gòu)強度以及信息數(shù)據(jù)參數(shù)等信息進行監(jiān)測，同時，在當前的測繪工作中，很多測繪人員會應(yīng)用GPS虛擬現(xiàn)實測繪技術(shù)展開測繪[3]。該技術(shù)的有效應(yīng)用可以解決一些地理環(huán)境相對復(fù)雜和測繪工程任務(wù)量較大的礦山工程項目中的測繪難題，為促進我國測繪行業(yè)的發(fā)展具有非常深遠的意義和作用。

2.2 礦山工程中GPS測繪技術(shù)的應(yīng)用過程

2.2.1 構(gòu)建礦山控制網(wǎng)絡(luò)

如果想要應(yīng)用GPS測繪技術(shù)針對礦山區(qū)域進行測繪，則需要相關(guān)的工作人員先根據(jù)被測繪區(qū)域地質(zhì)情況構(gòu)建相應(yīng)的礦山控制網(wǎng)絡(luò)，以便能夠為礦山企業(yè)開展工程項目提供監(jiān)測數(shù)據(jù)支撐。但是值得注意的一點是，在構(gòu)建控制網(wǎng)絡(luò)的過程中，工作人員如果想要滿足監(jiān)控效果，就必要根據(jù)礦山區(qū)域的地貌情況對監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點密度進行調(diào)整。然后做好GPS測繪模型構(gòu)建工作。如果想要對模型參數(shù)進行優(yōu)化，需要布設(shè)相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)施，以此來確保礦山區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控質(zhì)量。

2.2.2 監(jiān)測礦山地表變形

金屬礦資源的開采過程中，由于其開采活動，在一定程度上會對開采區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地表環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。鑒于此，為了避免金屬礦山在開采過程中出現(xiàn)變形和塌陷[4]，提高開采安全性和開采效率，可以應(yīng)用GPS測繪技術(shù)對開采區(qū)域的地標沉降以及變形情況進行監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)監(jiān)測，可以針對地標實際變形情況和未開采前的情況進行數(shù)據(jù)分析和對比，由此為預(yù)防后期金屬礦山變形提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

2.2.3 礦山工程測量

一般而言，由于金屬礦礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜。

如果在實際的工程項目建設(shè)和開采過程中，應(yīng)用傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，會導(dǎo)致礦區(qū)工程項目的工程測量精確度和土方工程項目的可靠性大幅度降低。而應(yīng)用GPS測技術(shù)進行測量，可以有效削弱傳統(tǒng)測繪技術(shù)的缺陷，對提高金屬礦區(qū)測繪精確度具有非常顯著的作用和效果。此外，應(yīng)用GPS車技術(shù)可以大幅提高金屬礦區(qū)沉陷區(qū)積水測量、礦區(qū)縱橫斷面圖繪制效果，對提升金屬礦區(qū)的測繪質(zhì)量具有非常顯著的效果。

3 礦山工程中GPS測繪技術(shù)應(yīng)用的注意事項

3.1 測量基準站的選擇

如果想要進一步提高GPS測繪技術(shù)的測繪精確度和測繪效果，一定要選擇合適的基準站。鑒于此，在實際的測繪過程中，測繪工作人員首先需要針對礦山區(qū)域周圍的環(huán)境有一個大致的了解，并結(jié)合實際情況選擇合適的地點作為測量基準站，然后通過各類措施提高基準站測繪效果和質(zhì)量。在選擇基準站的過程中，需要注意以下幾方面：第一，工作人員盡量要選擇在一個地勢比較開闊周圍沒有高大建筑物的區(qū)域作為基準站的位置。同時，工作人員在選擇合適的基準站之后，需要針對基準站周圍200m以內(nèi)的GPS信號反射源以及無線電發(fā)射臺干擾信號進行排除，這樣，可以有效避免在信號傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)信息被損壞和丟失的現(xiàn)象。第二，工作人員選擇的基準站一定要確保該位置坐標的準確。一般情況下，可以將基準站設(shè)置在礦山測繪區(qū)域的中心，然后通過搭建相應(yīng)的電臺天線來有效避開衛(wèi)星的空洞區(qū)域，這樣可以大幅提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確度[5]。

3.2 轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定

為了進一步提升GPS測繪技術(shù)的精確度，還要設(shè)置合適的轉(zhuǎn)換參數(shù)。鑒于此，在實際的設(shè)置過程中，測繪人員還要重視坐標系統(tǒng)的統(tǒng)一性，這對提高測量準確度具有非常深遠的意義和效果。為保證測量結(jié)果具有一定的可比性，避免因測量結(jié)果不統(tǒng)一，又避免測量過程中坐標系不一致的情況。有鑒于此，工作人員需要進一步核實被測礦井位置基準轉(zhuǎn)換參數(shù)是否正確的情況下，檢驗測量結(jié)果的計算準確性和運算結(jié)果的可靠性。

3.3 選擇合適的測量時間

結(jié)合大量的數(shù)據(jù)案例分析可知，在進行GPS測繪工作的過程中，為了確保測繪效果，還需要選擇合適的測繪時間。一般情況下，礦山的測量結(jié)果精確地度和精確性和測量的時間有著非常密切的關(guān)系。鑒于此，在開展GPS測繪工作的過程中，相關(guān)的測繪人員一定要明確衛(wèi)星運行的位置角度，然后計算出科學(xué)的測量時間段，在該時間段內(nèi)進行監(jiān)測，不僅可以確保接收機可以最大限度地獲取衛(wèi)星信號，同時也可以有效降低測量過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)誤差。

4 提高礦山地質(zhì)測繪質(zhì)量的有效措施

4.1 加強專業(yè)人才的培養(yǎng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，如果想要進一步提高GPS測繪技術(shù)質(zhì)量和效果，就必須建立一支專業(yè)的人才隊伍。鑒于此，相關(guān)的企業(yè)在招聘人才的過程中，一定要選擇一些具有專業(yè)知識的人才，同時，還要為其提供一定的實操機會，通過不斷的實際測繪來幫助其掌握相關(guān)的測繪經(jīng)驗，這樣可以讓員工變得更為專業(yè)。同時，還要定期安排員工進行培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，這樣可以有效提高員工整體的測繪水平。

4.2 注重先進技術(shù)以及設(shè)備的引進

正因為我國目前大部分地質(zhì)測繪工作所采用的地質(zhì)測繪技術(shù)比較落后，以及存在地質(zhì)測繪設(shè)備單一等問題，無法為其順利開展提供良好的技術(shù)支撐，不利于地質(zhì)測繪質(zhì)量的提高。所以，要提高地質(zhì)測繪質(zhì)量，必須注重先進地質(zhì)測繪技術(shù)及儀器的引進與應(yīng)用，不斷更新地質(zhì)測繪所應(yīng)用的測繪技術(shù)，同時要逐步引進智能化設(shè)備的應(yīng)用，以設(shè)備后期檢修工作為重點，為地質(zhì)測繪工作做好充分準備，以提高地質(zhì)測繪質(zhì)量[6]。

4.3 特殊地質(zhì)條件下礦山測繪方案的優(yōu)化

就金屬礦山的測繪工作來說，其整體的測繪工作難度比較高，在進行測繪的過程中，首要任務(wù)就是地圖的繪制工作。要求測繪人員必須深入實地進行系列的測繪實踐工作后繪制出合格的野外草圖，這樣可以清晰地展示金屬礦區(qū)的實際情況。此外需要注意的是，在進行草圖繪制的過程中，一定要確保觀測點繪制的精確度，這樣會直接影響后期的測繪工作。在實際的測繪工作中，可以根據(jù)測繪范圍大小設(shè)置不同的測量點，需要針對礦山的每個角落進行測繪，這樣可以獲取到相對精確的測繪圖。

4.4 優(yōu)化測繪控制網(wǎng)

此外，為了進一步對測繪工作的環(huán)境進行優(yōu)化和完善，還要通過優(yōu)化測繪控制網(wǎng)等手段來不斷提高數(shù)據(jù)收集的精確度。在實際的測繪過程中，首先要嚴格根據(jù)控制網(wǎng)的布設(shè)原則進行布設(shè)，并根據(jù)區(qū)域測繪實際情況來選擇合適的控制網(wǎng)來輔助測繪工作的開展，這樣可以最大限度避免出現(xiàn)漏測等現(xiàn)象。同時，需要針對礦山工程項目的界限加以有效明確，這樣可以有效彌補測繪過程中出現(xiàn)的一些問題和紕漏。

4.5 做好測量誤差的控制

為了有效降低測量過程中產(chǎn)生的誤差，提高測繪效果，在實際的GPS測繪工作中，進行數(shù)據(jù)采集的過程中，可以通過對傳輸方式進行優(yōu)化和調(diào)整來降低誤差。此外，還可以通過進行多次測量來降低誤差。一般情況下，要求在進行數(shù)據(jù)采集的過程中，要嚴格按照采集格式和測繪標準進行測繪，以此來確保測繪效果。

5 礦山工程測繪中GPS測繪技術(shù)的發(fā)展前景

綜合來看，和過去的測繪技術(shù)不同，應(yīng)用GPS測繪技術(shù)可以大幅提高測繪效率和測繪精確度，同時由于該測繪技術(shù)具有比較強大的測繪功能，可以針對部分測繪數(shù)據(jù)進行簡單處理，從長遠來看，GPS測繪技術(shù)在工程測繪行業(yè)中的應(yīng)用前景是非常廣闊的。該測繪技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效彌補傳統(tǒng)測繪技術(shù)的不足，同時也可以大幅提高測繪質(zhì)量和效果。當前GPS測繪技術(shù)正在朝著智能化和自動化發(fā)展，其未來市場會變的愈發(fā)廣闊。

6 結(jié)語

總之，隨著現(xiàn)代社會計算機技術(shù)和通信定位技術(shù)等的進一步發(fā)展，基于 GPS測繪技術(shù)的礦山工程測繪將有更廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展空間，在掌握GPS測繪技術(shù)相關(guān)理論知識和實際測繪礦山工程環(huán)境的基礎(chǔ)上，以 GPS測繪技術(shù)為礦山工程測繪技術(shù)提供了更廣闊的發(fā)展前景。