礦山地面控制測量中GPS結合全站儀的應用研究

鄧 勛

（湖南安化渣滓溪礦業有限公司 湖南 安化 413507）

1 引言

在礦業開發的過程中，最基礎的也是最為重要的工作就是礦山測量，礦山大多數位于地形較為復雜的崇山峻嶺的地區，在進行礦山生產以及建設的地面控制的測量過程中，傳統的測量模式是采用三角測量網，在近些年來電磁波測距儀進一步發展的過程中，全站儀已經被普及，被廣泛應用，所以在進行長距離貫通巷道以及地形較為復雜的，實際的進行測量的時候，只有采用新的觀測的措施，使得能夠將精準程度接近最大化。只有結合GPS全站儀測量儀方法，才能夠產生更好的效果。

2 GPS測量的應用以及具體的特點

2.1 GPS測量具體的應用

目前在礦山地面中，廣泛的應用GPS定位技術的測量。在地級測量、工程變形監測、GPS的定位技術、地區和大地的控制以及海洋工程測量中GPS測量也已經廣泛應用。新型的GPS測量逐步取代原有的導線以及三角測量。目前來看，我們國家采用一九八零年國家的大地坐標系以及一九八五年國家的高程基準，并且在WGS-84的坐標系上采用GPS定位，并且兩者之間的高程系統以及坐標系還存在著一些差異。在實際進行GPS技術的應用過程中，需要進行解算平差來實際的進行數據觀測，一般來說其平面的精度可以滿足在控制測量之中的需要，高程的精度卻還達不到理想的狀態。這種情況下，可以在進行高程控制測量的時候采用全站儀水準法，將原有難題進行解決。

2.2 GPS測評的特點

相較于原有的測量的技術，新型GPS技術并不需要兩個或者多個觀測站能夠相互觀測，所以可以減少覘標的建造，使得時間和建造成本都減少消耗。新型的GPS技術的精確度相較于傳統形式更高，一般來看一百千米至五百千米的基線上，基本能達到10-6至10-7。新型的GPS技術相較于傳統測量技術，有效地將觀測的時間進一步縮短。傳統的靜態定位的放大僅僅能夠完成同一條基線上的觀測，并且精準度的不同使得觀測的時間也不一樣，一般來看在一個小時至三個小時之內。RTK技術的使用，使得定位的速度進一步加快。GPS技術的應用可以提供三維坐標。同時GPS技術可以同時進行觀測站大地高程的精準測評，以及測定精準的平面的位置。相較于原有的測評技術，新型GPS技術的操作進一步被簡化，并且其測量的程度更加自動化。并且GPS技術可以進行全天的作業。其有著全天候、全能性以及全球性的特點。

3 在礦山地面的測量中GPS全站儀的應用

3.1 全站儀的測量原理

在利用全站儀水準法進行礦山地面的測量中，需要在設定A、B兩點，并將測評儀器站1到AB兩個點之間的斜面距離SA、SB以及垂直角α1，α2，并且需要將目標A和B的覘標高度V1以及V2，可以將測量全站儀儀器的高度這一步省略掉。

3.2 實際的測量流程

在進行實際的測量過程中，為了能夠實現對于地面的控制測量，需要建立五個GPS礦區的控制點，再對于礦井實施聯系式測量的方法，通過一井幾何式定向的測量方法進行礦井的聯系測量，同時需要在與高程對應的GPS控制點，進行井下的導入工作，并且需要采用幾何的方法測量定位，進行校核的操作，使得回風立井到回風斜巷道之間的貫通測量的工作得以實現。

對于地面的控制測量，必須要利用GPS技術，對于礦區控制的點對回風立井和主副井之間，進行操作地面的導線聯測，并且在最后的時候，能夠在GPS控制的點上進行校核。在進行礦井的來聯系測量的時候，通常是采用幾何定向與陀螺定向兩者紅不同的測量方式。

4 在礦山中GPS測量和處理數據

4.1 外業觀測的精心測量

一般來說，在礦山中進行地面控制測量的時候，接收機通常會選用四五臺南方的9600北極星GPS。機器的標準稱精度是平面少于或者多于5mm+10-6以內。高程是多于或者少于10mm+10-6以內，通常采用靜態測量的模式來作業，實際進行觀測的時間要不少于四十五分鐘，實際衛星的截止為十五度，每間隔十五秒進行一次數據采樣不少于去殼有效地衛星顆數，觀測的時段不少于1.6段。

4.2 處理GPS數據的嚴密性

在進行出路GPS數據的時候，要確保其處理的嚴密性。通過雙差固定解的形式進行每一條基線的處理。要通過完全滿足《GPS測量范圍規范》的要求來進行異步環閉合差、同步環閉合差以及復測基線較差。并且在其中，基線的分量改正數據中最大值要完全的滿足《GPS測量范圍規范》的要求。在進行測量中，觀測量采用無約束平差的方式，一般進行二維約束平差的時候，選用1954北京坐標系。

4.3 高程測量GPS網

在進行高程測量中GPS技術的應用較為廣泛。相對來說，地面的只有較少的控制的點數，所以高程的GPS點最初時候，是在原來的三個一級導線點的舉出上，再通過GPS的隨機的軟件進行擬合，從而得到的，但是經過檢查，發現擬合的高程精度還不是很高。為了使得巷道貫通的質量有效地被保障，在進行高程測量的時候，就需要通過PENTAX-322NX的全站儀水準法。在選擇高程起算點的時候，選擇已有的確定點，并且布設一條長度確定的全站儀高程閉合的路線，并且需要聯測所有的GPS網之中的“點”。根據國家在測量的精準度方面的四等水準要求，必須要利用垂直角中絲法來每部分往返三次的進行測回。經過實際的計算，看結果是否滿足《GPS測量范圍規范》的要求。最后通過全站儀高程進行測量。

5 結語

綜上，通過對于GPS全站儀的測評進行研究，結果表明相較于其他測量的方式，在進行礦山的測量工作中，通過對礦山地面控制的測量的結果表明，更加適合測量的方法就是GPS結合全站儀。GPS技術與全站儀的有機結合，使得其原有的單獨進行測量的誤差進一步降低，并且將其原有的優勢進行放大，劣勢逐一互補，同時為進行礦山測量的安全性、可行性以及精準度都提供了更好的保障。換言之，在目前以至于將來的礦山測量的進行中，GPS結合全站儀會使最為有效地測量方法，并且會被廣泛應用。隨著科學的進步，各種現代化技術的進一步發展，在實際測量礦山的工作中，會融入不同的新的技術，只有繼續不斷地對新的技術進行探索與研究，并保留原有技術的優勢，將創新與傳統相結合，才能使得我們國家的礦山行業基礎更勞固，前景更加美好。

[1]張高興，李忠金.GPS結合全站儀在礦山地面控制測量中的應用[J].礦業工程，2006(05)：63-65.

[2]徐聰，曹沫林，李柏明.礦山測量技術的發展與探討[J].礦山測量，2011(01)：58-60.

[3]江亞明.GPS技術和全站儀在兩井貫通測量中的應用[J].科技創新與應用，2016(08)：95-96.

[4]劉坤.提高礦山測量工作效率方法探討研究[J].能源技術與管理，2018(02)：186-187.