淺談礦山控制測量中GPS技術的應用實踐

張蘇強

（新疆金旺礦業發展有限責任公司，新疆　烏恰　845450）

淺談礦山控制測量中GPS技術的應用實踐

張蘇強

（新疆金旺礦業發展有限責任公司，新疆烏恰845450）

摘要：在科技日新月異發展的今天，GPS技術被廣泛應用于社會生活的方方面面，尤其是在礦山控制測量中，GPS技術的作用已經舉足輕重，不僅在很大程度上決定著測量的效率，而且發展潛力巨大。本文首先闡述了GPS技術的工作原理和特征，然后在具體的礦山控制測量實踐在分析其應用，最后探索了GPS-RTK技術的進一步應用。

關鍵詞：礦山控制測量；GPS技術；GPS-RTK技術

隨著社會的進步，科技在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，尤其是通信信息技術的普遍應用，以GPS技術為例，其應用不僅涉及土地和地形測量，而且可以監測工程、變形、地表沉陷等，其優勢逐漸顯現，是海、陸、空精準定位和精密測量中必不可少的技術。

1　GPS技術的工作原理和特征

1.1GPS技術的工作原理

GPS定位系統是由基準站、數據鏈、流動站三個環節構成的，目的在于實時監測動態信息，將較高控制點的精度作為基準點的原理，在地面的接收機可以連續觀測衛星，在流動站內的接收機除了接收信號，還要通過無線電傳輸設備接收基準站的觀測信息，按照相對定位原理，流動站內的計算機手薄可以實時顯示測量精度和三維坐標。通過這一系列完整的運轉，我們就可以根據各自的需求獲取實時監測點的數據觀測質量和基線結算結果情況，并按照監測點的精度指標決定觀測時間，目的在于最大限度地提高工作效率。由此可見，GPS技術的內部運行已十分完整成熟，可以將其應用于通信信息技術的方方面面。

1.2GPS技術的特征

在已有的礦山控制測量實踐中，GPS技術已經向人們展示了其全方位、多角度、高精度、全天候的優勢，除此之外，其還有其他優缺點。

GPS技術在礦山控制測量中的優點主要表現在以下方面：（1）可以改變過去測量速度和精度受天氣、地形、氣候等因素影響的弊端。通常情況下，GPS技術能夠實現一次性測量方圓10km的區域，徹底轉變了過去多臺測量儀器多次搬動的現象，大大提高了測量效率。（2）GPS技術依然可以及時實現高精度的定位，并獲取安全有效的數據，且無誤差積累。（3）GPS技術的自動化控制能夠完成不同的內外作業測量，自動完成長達7天的未知數動態初始化解算，最大限度地減少輔助測量工作，并且自動控制和記錄測量精度，從而實現整個過程的自動化運轉。

GPS技術在礦山控制測量中的缺點主要表現在以下方面：（1）GPS技術在觀測中是否一直保持工作狀態，其獲取數據是否值得信賴，數據鏈通訊是否正常等無法準確保證。（2）在我國部分山區，GPS技術在作業時會受到高程異常值的局限，其轉換精準度不是很準確，誤差較大，導致GPS技術在海拔高程的工作很難實施，出現不均衡的精準度現象，從整體上降低了高程測量的精準度。（3）GPS技術在其正常作業時會偶爾出現某區域或某時間段的解算時間較長現象，甚至不能得到固定的雙差值。

2　GPS技術在具體礦山控制測量實踐中的應用

以某金礦礦山工程為例，研究GPS技術在其實踐中的應用。

2.1在控制網中的設計

將GPS技術設為該礦區的首級控制網，主要通過邊相連接的方式進行，將控制網的長度保持在0.2-0.5km之間，最弱的邊緣相對誤差必須小于等于1/40000，GPS技術的接收機作為標稱精度的固定差應該控制在10mm，比例誤差系數應該控制在20。為了使所有技術都符合GPS的測量規范，該礦區設置的控制點包括5個起算點和6個加密點。

2.2選點和埋石情況

根據該礦區的地形地貌展開初步設計，地圖比例設定為1∶10000，接著以保證GPS作業正常運轉。由于該礦區的地貌大部分由片麻巖和安山巖組成，所以在實際操作中刻GPS中心標志時應該選擇結實的巖石，并采用紅油漆填涂，這樣不僅利于保存和使用，而且大大降低了花費、節省了時間。

2.3觀測工作

該礦區在測量選擇儀器時選擇了四臺單頻的GPS系統接收機，其精準度的平面為5mm+1.5ppm，高程為6mm+1.5ppm。為了更好地實現觀測目的，應該做到以下幾點：（1）不能重復建設觀測站，概率保持在百分之六十以上。（2）每個時間段的觀測時間均不能超過1小時。（3）衛星觀測必須保持在150的高度角以上。（4）保持至少4顆的有效觀測衛星。（5）點位幾何的圖形強度因子必須小于6。（6）在觀測數據采樣時，時間間隔應該是15秒。（7）觀測前后的量為天線高，二者較差必須少于3mm。

3　GPS-RTK技術在具體礦山控制測量實踐中的應用

圖紙測繪和礦區地形測繪是目前礦山建設階段各項工作的重要組成部分，但隨著社會的快速進步，一方面促進了礦山的自身建設，另一方面也為決策者提出更高地要求，尤其是測量圖紙的現實性。測量工作者在修測并補測區域地形的基礎上，還必須進行廣泛的規劃地形圖和專用地籍圖研究，而GPS-RTK技術則很好地解決了這一問題，與過去的測量方式相比，這一技術的應用不僅很大程度上減少了工作量，而且大大提高了工作效率。

4　結語

與過去傳統觀測技術相比，GPS技術以其優越的成本、精準度和工作效率等優勢迅速被應用于測量工作，更能成功克服地表障礙、地形崎嶇、山丘過多等難題，轉變了過去控制網不靈活、受通視條件限制較大、觀測精準度不夠高的的弊端，但其自身缺陷也不容忽視，所以在具體實踐中，應該因地制宜地展開觀測工作，將GPS技術的優勢發揮到最大。

參考文獻：

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[3]趙志輝.關于GPS技術在工程控制測量的應用及測量精度研究[N].科技創新導報,2013（35）：167-168.

作者簡介：張蘇強（1985—），男，山東菏澤人,本科，助理工程師，主要從事礦山測量技術工作。