基于GPS的礦山工程地質災害檢測研究

張 赫

（遼寧省有色地質一〇六隊有限責任公司，遼寧 鐵嶺 112000）

礦山工程和人類社會經濟的發展密切相關。掀開人類歷史文明的發展歷史，社會的演變，個國家的更替都離不了礦山工程的進步[1]。比方說，從史前社會一石器時代一鐵器時代一原子時代，甚至到了現在的信息時代，社會經濟的發展與人類文明的過渡都雙雙取決于礦山的選址、開采、冶煉程度。采礦業在中國最少已經有了幾千年的發展歷史，且在相當長的一段時間內其經營權始終掌控在國家統治者的手中。可是人們僅僅看到它對社會經濟和居民生活發展的有利影響，卻忽視了由于人類不合理的開發、冶煉，導致的消極影響，包括嚴重破壞生態環境，引發大量地質災害，削減人類生存空間。礦山工程是其他工業發展的基礎，所以，礦山工程的開發利用對社會發展與國民經濟的躍升起著極其關鍵的作用。

礦山生產經營基于其日常工作的特別性，在安全意識方面尤為看重，相比于其他行業在這方面要更為復雜，從調查數據上能夠看出，礦山工程中安全隱患事故的發生率要遠遠高于其他職業[2]。尤其是最近幾年以來，全國礦山每年因為礦山事故的死亡人數已經占到全國事業單位職工意外傷亡總數的6百分之六十以上。

相當于每天都會發生工程事故。尤其是現今小型礦山工程的安全生產問題更加嚴重，其傷亡人數基本占全國礦山傷亡人數的百分之八十以上。所以，礦山地質災害在全球范圍內都是一個引人關注的世界性難題。

1 基于GPS的礦山工程地質災害檢測

1.1 GPS布點

GPS布點需要做的第一步就是對礦山工程實施檢測的地形地勢區域進行實地調查，選取的點不單單可以在一定程度上反映出地形變動的方向、距離量，更需要反映出其形變的大致范圍與變形率大小[3]。

實地調查的時候還需要預先架設好標石并確保標石的固定，標石之間的距離是根據礦山工程的現實狀況進行設置的，標石點附近不可以有地表障礙物的出現，以便于GPS的現場觀測；預先針對礦山工程的實際情況來推測地質災害可能會發生的幾率，以此為前提條件來明確科學、有效的監測時間段，擬定觀測規劃，在日常作業中編劃GPS衛星星歷軌道的可見性計劃表，并選取出最佳監測時間點進行科學的檢測；執行監測也需要按照礦山工程的現場狀況進行，通常狀況下會采取高速運動下實時動態觀察模式，系統原始化后觀測時間不得少于20s，衛星接收設備也不可以少于6顆。GPS的高精確度定位觀測最后是要應用于更大距離、更大范圍的地質災害檢測當中的，所以就需要進一步優化其與其它信息技術的交叉利用，通過全球定位系統GPS以及其他以遙感衛星技術相結合的4S技術，才可以建立起科學、合理的地質災害信息檢測體系。

1.2 災害數據的組織與管理

礦山地質災害都有其出現、發生、發展、爆發的時間階段與地理位置以及波及范圍，礦山地質災害出現的生態環境信息對于評估與抗災減災的決策都極其重要。

所以，地理空間數據信息在抗災減災中一直占據著極其關鍵的地位[4]。

礦山地質災害的發生背景多式多樣，其信息是有歷史空間的、當代的、即時的、有萌發環境的、致災因素的、災害承載體的。這一系列與地理空間分布相關的信息使用GPS技術分析是非常便利的。一個應用成功的GPS系統普遍情況下有一個設計完美的地理空間信息庫的支持。在檢測過程中，有必要按照各項數值報警參數進行對比，具體見下表。

表1 GPS檢測報警參數

1.3 精密單點定位災害頻發位置

GPS靜態相對定位技術在傳統上是被廣泛使用在地面沉降檢測、高速滑坡等緩變型地質災害的高精確度地勢改動的實時檢測，在學界也獲得了較為豐富的研究成果。可是，因為GPS靜態相對定位技術的具體執行與實施過程中，是需要多臺GPS接收設備根據預先計劃好的礦山作業方案內容取進行即時性的檢測，檢測時間比較長，所以其所花費的時間、人力、物力、財力方面的成本費用比較高[5]。而GPS技術中精密單點定位的出現，合理彌補了GPS靜態相對定位在這一方面的缺陷，為大面積、緩變型地質災害的高精確度檢測提供了一種優化的解決方案。

而GPS精密單點定位過程中主要是采取數據處理軟件P9Solution，該軟件具備了以下幾點特征：可實現動靜結合的單、雙頻PPPP定位；采取GPS及其信息分析中心提供的精確星歷運行軌道與精密時差，并利用最精細的誤差修改對影響定位的誤差范圍進行修正與優化；這適度考慮了滑坡、泥石流、海潮、天線相對中心誤差等的精確修正范圍；采取卡爾曼濾波對GPS精密單點定位進行高精確度計算。

2 結語

本文對基于GPS的礦山工程地質災害檢測進行分析，依托GPS地理空間信息與遙感的結合，根據礦山工程地質災害發生的相關要求，實現本文研究。希望本文的研究能夠為基于GPS的礦山工程地質災害檢測的發展提供理論依據。