現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山測量中的應用

摘要：隨著計算機技術(shù)的應用，衛(wèi)星導航技術(shù)的應用，加上一些電子技術(shù)也逐漸進入測繪工作中來。形成了現(xiàn)在測繪儀器及測繪技術(shù)的新體系，本文主要針對現(xiàn)代測繪儀器技術(shù)及其在礦山測量中的應用進行分析討論。

關(guān)鍵詞：測繪技術(shù)；礦山測量；新技術(shù)應用

Abstract： along with the application of computer technology， the application of satellite navigation technology， plus some electronic technology also gradually into the work of Surveying and mapping. The formation of a new system now surveying and mapping instruments and techniques， this paper mainly aims at the modern. surveying instrument technology and its application in mine surveying are discussed

Keywords： Surveying and mapping technology； mine surveying； application of new technology

隨著電子技術(shù)和激光技術(shù)的發(fā)展，光電結(jié)合型的測繪儀器（如測距儀、全站儀、陀螺儀）對傳統(tǒng)的測繪儀器方法產(chǎn)生了深刻的影響。礦山測量服務(wù)于礦山勘探、設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)運營的各個階段，為此礦山測量必須將先進的現(xiàn)代技術(shù)同礦山測量的實際工作、具體特點相結(jié)合，拓寬礦山測量的生存空間和業(yè)務(wù)范圍，促進礦山測量的改進和發(fā)展，適應市場經(jīng)濟體制和礦山體制改革的需要。

一、現(xiàn)代測繪儀器、技術(shù)及其在礦山測量中的應用

1.全站儀及其在礦山測量中的應用

全站儀作為當前應用最為廣泛的測繪儀器是電子技術(shù)與光學技術(shù)發(fā)展結(jié)合的光電測量儀器、也是集測距儀、電子經(jīng)緯儀優(yōu)點于一體的、應用前途廣泛的儀器。智能化的全站儀是集光、電、磁、機的最新科學成果，集測距、測角為一體的先進儀器。國際上先進的全站儀均以存儲卡、內(nèi)部存儲器或電子手簿的方式記錄數(shù)據(jù)，具有雙路傳輸?shù)耐ㄓ嵐δ埽芙邮胀獠坑嬎銠C的指令、由計算機輸入數(shù)據(jù)，也能向外部計算機輸出數(shù)據(jù)。本

全站儀由于兼具有經(jīng)緯儀和測距儀的優(yōu)點，且以數(shù)字形式提供測量成果，操作簡便、性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可通過電子手簿與計算機進行通訊等優(yōu)點，使其在礦山測量中得到了廣泛的應用。地面控制測量、地形測量、工程測量、井下測量均可用全站儀進行。

以全站儀為代表的智能化、數(shù)字化儀器是礦山測量儀器今后的發(fā)展方向之一。基于全站儀和現(xiàn)代計算機技術(shù)可建立礦山三維數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、處理的礦山測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的手簿記錄、手工錄入、繁瑣計算等大量的重復性的工作。此外，全站儀在礦山地表移動監(jiān)測、礦區(qū)土地復墾工程實施、礦區(qū)施工等方面也都得到應用，既提高了效益，加快了速度，又保證了精度。

1.1前方測角交會

以某開發(fā)礦業(yè)有限公司礦60萬t/a選礦廠工程為實例，來說明全站儀結(jié)合AutoCAD在工程測量中的應用，使用的是瑞士Leica公司生產(chǎn)的TCR402全站儀。

如圖1所示，A、為坐標已知的控制點，P為待求點，在A、兩點已觀測了角度口和b。

利用AutoCAD系統(tǒng)軟件，根據(jù)A、兩點坐標在桌面上繪制出A、兩個點，連接AB點得到AB線段，然后分別以A點和點為基點旋轉(zhuǎn)口，b角（從圖1中可直觀地分辯方向）。使用ID命令選擇交點P，就可以得出P點坐標了。如果圖形有檢校條件，可以進行坐標差的計算。如果在近似平差的情況下能滿足需要，則可以在圖形上進行平均計算并作出標記。

1.2前方距離交會

同樣可以利用AutoCAD系統(tǒng)軟件，根據(jù)A、兩點坐標繪制出A、兩個點，連接AB點得到AB線段，然后分別以A點和點為圓心，以S。和S為半徑作圓，則得到P點和P點（對照現(xiàn)場的方位情況從圖上可直觀地分辯出P為所求點）。使用ID命令選擇交點P，就可以得出P點坐標了。在實際工作過程中，通常會將前方測角交會與前方距離交會進行組合應用。

二、空間信息技術(shù)及其在礦山測量中的應用

空間信息技術(shù)的核心和主體是“3s”技術(shù)，即遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）。

遙感技術(shù)在礦山測量中的應用已經(jīng)歷了較長的時間，并積累了豐富的經(jīng)驗，航空遙感資料可作為礦區(qū)地形圖測繪的資料來源，通過像片校正、目視判讀、野外調(diào)繪等工作，完成地形圖的測繪。較之傳統(tǒng)的測圖方法，利用遙感資料進行測圖速度快、成本低、精度高，是一種應用極為廣泛的測圖方法。航天遙感在礦山測量中應用的關(guān)鍵理論與技術(shù)也正處于研究之中。應用遙感資料，可獲取礦區(qū)實時、動態(tài)、綜合的信息源，對礦區(qū)環(huán)境進行監(jiān)測，為礦區(qū)環(huán)境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區(qū)地質(zhì)條件研究、煤層頂?shù)装逖芯康确矫娑家训玫綉谩?/p>

GPS技術(shù)在礦山測量中的應用主要是取代傳統(tǒng)的地面測繪工作。如利用GPS技術(shù)進行礦區(qū)地表移動監(jiān)測、水文觀測孔高程監(jiān)測、礦區(qū)控制網(wǎng)建立或復測、改造等。隨著GPS接收機性能價格比的不斷上升，已成為現(xiàn)代礦山測量的一項重要支撐技術(shù)。

應用于礦區(qū)的地理信息系統(tǒng)稱為礦區(qū)資料源環(huán)境信息系統(tǒng)（MRIES）。MREIS已成為礦山測錄的重要發(fā)展方向。以礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)為平臺，以各種測量技術(shù)為數(shù)據(jù)獲取的途徑，可以建立集數(shù)據(jù)采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術(shù)系統(tǒng)，作為礦山可持續(xù)發(fā)展的決策支持系統(tǒng)。礦山測量工作是建立MRRIS的前提性工作，而建立MRRIS則是礦山測錄發(fā)展的必然趨勢。因此，GPS首先應用于礦山測量，建立礦山測量信息系統(tǒng)，然后以此為基礎(chǔ)，建立礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)。

三、礦山GPS網(wǎng)的建立

建立礦山GPS網(wǎng)的目的，主要是建立高精度施工控制網(wǎng)，以便利用這些網(wǎng)點的坐標直接得到并能達到施工所需要的精度要求。在處理GPS各種數(shù)據(jù)過程中，首先在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差，保證了GPS差分的相對定位精度。而且在各種坐標轉(zhuǎn)換中，沒有涉及到由wGS4坐標轉(zhuǎn)換為我國參心坐標系的問題，因此，不會受到“轉(zhuǎn)換參數(shù)”求定誤差的影響。另外該網(wǎng)也沒有與國家平面控制網(wǎng)聯(lián)測，所以，也不會受到地面控制網(wǎng)測量誤差的影響，仍然保持原來GPS差分相對定位的高精度。因此，用這種方法所建立的獨立坐標系工程平面控制網(wǎng)，經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)處理和坐標轉(zhuǎn)換，是能達到貫通測量和各種施工測量精度要求的。

四、慣性測量系統(tǒng)及其在礦山測量中的應用

慣性測量系統(tǒng)是一種導航定位技術(shù)，具有全天候、自主式、快速多能和機動靈活等優(yōu)點，為大地測量、工程測量和礦山測量作業(yè)的自動化和全能提供了另一種新的技術(shù)手段。它是利用慣性導航的原理，以同時獲取大地多種測量數(shù)據(jù)（經(jīng)緯度，高程、方位角、重力異常和垂線偏差等）的一種技術(shù)系統(tǒng)。ISS可分為兩大類：平臺式系統(tǒng)和捷聯(lián)式系統(tǒng)，ISS在測繪領(lǐng)域的主要應用目標包括：①控制測量，如對已有控制點的檢核、加密、航測控制等；②管線監(jiān)測、定位、地殼形變、地表沉陷觀測；③井下定位，各種工程和建筑測量；④地震、重力測量，地球物理研究；⑤井筒和罐道梁的垂直性監(jiān)測等。GPS/ISS組合系統(tǒng)是滿足高精度導航和定位要求的發(fā)展方向之一。這種組合系統(tǒng)可使CPS與ISS的性能得到很多互補，能夠以整體大地測量模型進行數(shù)據(jù)處理，同時確定三維坐標和大地水準面，使定位和導航的精度提高且穩(wěn)定。

五、其他測繪新儀器新技術(shù)的應用

其他的現(xiàn)代測繪儀器如激光指向儀、陀螺經(jīng)緯儀、數(shù)字式水準儀及相關(guān)的測繪技術(shù)等都在礦山測量中得到了應用，并以這些儀器技術(shù)為基礎(chǔ)，形成了許多礦山測量的專用儀器，作為礦山測量應用的現(xiàn)代儀器和技術(shù)。

六、結(jié)束語

礦山測量其發(fā)展和進步與采礦技術(shù)和礦業(yè)工程的發(fā)展、測量科學技術(shù)與儀器設(shè)備的發(fā)展、其它學科如數(shù)理科學、計算機科學等的發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)代測繪科學技術(shù)的發(fā)展，必然會促進礦山測量的進一步發(fā)展。

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