淺析GPS技術在礦山測量中的應用

黃宇紅，楊朝興

（江西省煤田地質局測繪大隊，江西 南昌 330000）

礦山測量主要為礦山建設、礦井生產、災害監測、環境恢復等各項工作服務，傳統的利用全站儀的測量技術，受外界環境影響較大，例如地形、氣候、時間等諸多外界因素的影響，已無法適應現代化礦山建設的需要。GPS技術打破了原有測量工藝的限制，利用其獨特的優勢，推動了礦山測量工作的進步，已成為現代化礦山測量的發展主要方向之一。

1 GPS系統概述

1.1 GPS系統的概念

全球定位系統(Global Positioning System，GPS)是美國于20世紀70年代研發的衛星導航定位系統，共由24顆GPS衛星覆蓋組成，建設時間歷時20余年，是以衛星為基礎的高精度無線電導航系統，在全球98%的地區都能夠提供準確的地理位置、行動速度及精準的時間信息[1]。GPS具有全天候、高精度、自動化等特點，廣泛的應用于工程測量、汽車導航、變形監測等眾多領域，已基本取代了原始的測繪技術。

圖1 GPS單點定位原理示意圖

GPS測繪技術是利用GPS采集的相關地理坐標、高程信息等數據，通過計算機軟件繪制的地形圖、模型等，在礦山測量、工程建設等領域具有重要的作用，為后期的礦山生產、工程建設等提供最基礎的數據支撐[2]。

1.2 GPS測繪技術的特點

GPS測繪技術之所以能夠快速的取代傳統測繪技術，因為其有著諸多的優點。一，定位精度高、定位所需時間短，利用GPS定位，其精度可達毫米級，且定位時間極短，對于礦山測繪來說，傳統測繪系統誤差較大，人工操作又不可避免的有誤差，對測量結果影響較大，GPS測量因直接使用衛星定位，故其精度極高；二，測點之間無需直視，GPS測量只要上空開闊，能夠接收到衛星信號即可定位，完全不需要測點之間相互通視，這比傳統的測繪技術節省了大量的工作量；三，抗干擾能力強，在GPS的測量過程中，能極大限度的降低外界對其的影響，數據更加精準，誤差更小，即使在地形復雜、環境惡劣的地區也可以保證測量的準確性；四，儀器操作簡單，隨著現代GPS接收機的不斷改進，其自動化程度越來越高，野外作業非常方便、輕松；五，工作效率極高，由于野外儀器操作簡單、輕便，測量速度快，而且GPS測繪的信息更加精準，結合計算機成圖能夠有效的降低人工成本和工作時間，其工作效率極高[3]。

1.3 GPS測繪技術的作用

利用GPS測量獲取地理信息及高程信息，結合GIS軟件建立數據庫，對不通類型的數據可以分析處理，可以隨時調用重復利用，可以隨時輸出需要的圖像、圖件，方便專業技術人員的各種需要。

2 GPS技術在礦山測量中的應用

GPS技術在礦山測量中的應用主要在礦山地形、工程選址、地質勘查等基礎地形等方面，期間GPS技術至關重要，GPS技術具有全天候、高精度、功能齊全等特點，逐漸取代了傳統的測量技術，使得測量工作更加高效。

2.1 GPS的數據采集、分析處理、顯示輸出

GPS測量主要用于礦山地形測量，GPS技術比傳統的測量技術更具優勢。在地理信息、高程信息數據的采集過程中，GPS通過接收機對數據進行實時接收并存儲，還可以上傳到計算機或手機進行處理，比傳統的人工處理工作效率更高，更不易出錯。利用計算機GIS系統，可以隨時對GPS采集的基礎數據進行成圖、輸出等，服務于礦山生產、工程建設等方面。在礦山測繪中，GPS測繪的數據對礦山測繪起決定性的作用，所以必須保證GPS測量數據的準確、可靠性，需對其質量嚴格把控，保證礦山測繪工作正常進行。

在礦山測繪地形成果中，可以根據不同的屬性及需要，利用計算機GIS系統對圖件以不同的元素進行展現，最大程度的滿足地理信息工作的需要，GPS技術的應用，切實的邁出了現代化礦山建設的堅實一步。

2.2 數字化測圖

GPS測繪的成果最終以數字化圖件的形式來展現，GPS作為野外采集數據的方式，在開展工作中需要用到測量儀器及裝備。在數字化成圖中，進行不同比例尺的地形圖繪制時，可以選擇GPS技術數字化成圖進行測圖，對大比例尺的地形圖進行測量，即可按照專業人員需要的比例尺縮放圖件，滿足不同人員的需要。為了避免成圖時出現的誤差，在野外開展數據采集的過程中，必須要對控制點進行嚴格檢測，保證原始數據的準確性，同時成圖時工作人員也應嚴格按照國家規范及行業標準進行成圖，對測量區域的地形地貌進行精準的反應，還可以利用GIS技術建立三維數字模型，直觀的反應測區的地形地貌特征。

2.3 GPS實時定位技術

一般情況下，GPS測繪需要建立相對的坐標模型，GPS一般采用WGS-84坐標系，來控制測區的相對位置，方便后期資料的再利用。若需繪制更加精準的地形圖，則需要建立基本的GPS控制網并對測區中的地形進行測量。GPS控制網利用靜態GPS技術對測區的控制點進行持續采集，然后通過計算獲得每個控制點的坐標。然后利用控制網的相關參數，運用實時動態定位技術采集地理信息數據，經處理后編繪成需要比例尺的地形圖，實時動態定位技術的精度高，可以降低測量人員的工作內容，進而提高工作效率，使礦山測繪更加便捷準確。

3 結束語

在現代化礦山建設的路途中，GPS測繪技術功不可沒，它能夠快速準確的將采集的數據反映出來，逐步實現自動化的數據采集與處理，為地形圖成圖及三維數字建模提供了最基本的數據支撐。礦山測量在礦山生產中至關重要，對礦山詳實準確的測量可提高礦山產能，推動礦山企業的發展，通過應用GPS測繪技術，提高測繪效率，為礦山的現代化建設添磚加瓦。