GPS技術在礦山控制網測量中的應用

葉于明

（江西省地質礦產勘查開發局物化探大隊，江西 南昌 330002）

隨著現代科學技術的快速發展，礦山測量工作也引入了現代先進的科學技術，如GPS技術等，與傳統的測量技術相比，新的測量技術不僅提高了測量精度，更是節省了大量的人力、物力資源，提高了社會經濟效益[1]。

1 GPS技術的原理和優勢分析

GPS技術以定位技術為主要組成部分，其中，定位技術由基準站、數據鏈和流動三部分組成，有效的實現了動態監測，通過基準點、控制點與衛星之間的完整運轉，完成相應的測量工作。GPS技術的優點主要表現在以下幾個方面：一是減少了受控因素，與傳統的測量技術相比，GPS技術受天氣、氣候、地形等影響較小；二是測量范圍明顯增加，減少了搬動儀器的頻數，一般來說，GPS技術可以一次完成半徑10km范圍內區域的測量工作，極大程度上減少了測量儀器搬動的頻數，提高了工作效率；三是測量精度提高，GPS技術的測量精度明顯有所提升，不存在誤差積累問題；四是自動化技術程度明顯提高，可以自動完成7d內的未知數據動態初始化解算工作，減少了輔助測量工作。

2 GPS技術在礦山控制網測量中的應用

2.1 GPS控制網布設

GPS系統在礦山控制網中布設要根據實際工作的比例尺要求進行確定，如在某金屬礦山中，一般選擇GPS系統作為礦區的首級控制網。通常情況，在礦山首級控制網的布設過程中采用邊相連接的形式，控制網的平均長度應該嚴格控制在0.2km～0.5km之間，在控制最弱的邊上其相對誤差也應不大于1/40000。眾所周知，GPS系統接收機的固定差是不大于1cm的，結合比例誤差系數應不大于20，其各項技術要求也滿足全球定位技術[2]。如某礦山控制網布設按照從整體到局部、從高級到低級的布設原則共布設了E級GPS控制點（首級控制網）5，聯測GPS國家控制點2個。

2.2 GPS控制網選點

GPS控制網中首級控制網和加密點的選點應按照一定的規范要求執行，通常應充分考慮以下幾個方面內容：①控制點與加密點的選點要符合規范要求，并且要充分考慮其他測量手段的配合使用，因此，所選點以能夠滿足其他測量手段的基本要求為準；②控制點與加密點的選擇要考慮礦山的整體狀況，利于礦山安全工作，能夠長期保存；③所選點位的周圍地勢較為開闊，可以滿足設備的安放和操作，此外，被測衛星的地平高度角大于15°；④所選點位要原理具有大功率發射源區域，其距離應大于200m，也要原理輸電線路，其距離大于50m為宜；⑤在控制點和加密點周圍沒有強烈干擾衛星信號的物體存在；⑥所選點位的交通以便利為基本原則，且不易被破壞。

2.3 GPS控制網點埋石

GPS點標石及標志規格有著嚴格的要求，GPS控制點埋設永久性測量標志，中心標志為不銹鋼材料制作，中心刻有清晰、精細的十字線，標志頂部為圓球狀，頂部高出標石面，標志滿足平面、高程共用。采用預制標石，標石上面20cm×20cm，底面30cm×30cm，高60cm，埋設時標石周圍用土石夯筑；為便于保護標志，標石埋入地表以下30cm～50cm。

2.4 GPS控制網施測

表1 GPS點觀測技術參數

①GPS點觀測方式：選擇經過檢驗的3臺中海達V30 GNSS RTK接收機進行同步觀測，采用靜態測量模式。②GPS點觀測技術參數，按照規范《全球定位系統（GPS）測量規范(GBT 18314-2009)》進行技術參數設置及允許范圍，符合規范要求（表1）。③觀測前編制了衛星見性預報表，研究所要觀測點的最佳時間段，并制定了工作計劃。④出發前檢查了電池電量和接收機內存或磁盤容量是否充足。⑤天線基座嚴格對中置平；天線高測前、測后各量取一次，誤差≤3mm，取中數使用。⑥在觀測期間每一臺接收機有專人看管，防止震動、移動，防止人和物體靠近天線。⑦測量手簿按作業程序，由作業員認真逐項填寫，手簿記錄清晰、整潔。⑧在觀測期間，不在接收機旁邊使用對講機；雷雨過境時關機停測。⑨觀測中接收機工作正常，數據記錄正確，每日觀測結束后，均及時將數據轉存至計算機硬、軟盤上，確保觀測數據無丟失。

表2 同步環基線質量檢查

表3 異步環基線質量檢查

2.5 GPS數據處理

基線解算及檢核：本次基線解算采用中海達HGO數據后處理軟件進行處理，按照規范《全球定位系統（GPS）測量規范(GBT 18314-2009)》進行解算，解算結果表2、表3。

本次基線解算采用雙差相位觀測值進行基線解算，以雙差固定解作為最終結果，從以上基線質量檢查表中可以看出，各基線分量限差均在總限差誤差范圍內，基線解算合格。

3 結語

綜上所述，本文以某金屬礦山控制網測量工作為研究對象，講述了GPS技術在礦山控制網測量中的應用。通過實例可以得出，GPS技術與傳統的技術相比具有更高的測量精度、全天候、全方位，成本更低的優勢，因此，在礦山測量中具有廣闊的應用前景。