基于GPS的礦山地質工程測量技術應用

摘? 要：近些年，GPS技術已經廣泛地運用到了社會發展各個領域中，工程測量領域也因其具備的高效率、高精度以及全天候等特性得到了較為深入的運用。礦山測量是測量領域的一種，傳統的礦山測量方法存在各種缺點，比如無法較為精準地得到測量結果，在這種情況下，GPS技術在礦山測量的應用越來越受到工作人員的歡迎，逐步取代傳統的常規測量方法。該文對GPS技術在礦山測量中的實際應用展開了分析。

關鍵詞：GPS技術? 礦山測量? 測量方法? 使用? 探討研究

中圖分類號：F407.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）03（b）-0053-02

礦山測量的傳統方法常規三角、導線測量由于數據精確度較低等缺點已慢慢不能滿足礦山測量的工作要求，GPS技術恰好滿足了現代礦山測量的需求。礦山測量是礦山建設項目和生產階段特別重要的一環，測量的結果要提供服務于礦山生產。在歸納和總結以往的經驗和方法之后，尋找到GPS技術能滿足礦山測量的要求，這有助于深入研究現階段的礦山測量現狀。

1? GPS技術的概念和特點

GPS技術（全球定位系統）是美國研制出的第二代衛星導航系統，是由3個主要部分組成：空間部分、地面監管部分以及用戶接收數據部分。GPS空間部分是由24個衛星組成，它們分工不同，部分用于導航，一小部分作為備用衛星;地面監控部分則分布在全球，由不同的跟蹤站組成，這些跟蹤站又能分為主控站、監控站和注入站;用戶接受部分就由接收機和處理數據的軟件以及硬件設備組成，用于接收衛星發出的信號之后利用信號進行定位導航等功能。

GPS技術有著高精度、測量時間短、操作簡單和能全天工作的優點，在測量領域可應用于大地測量、各類工程的測量、城市的測量以及變形測量等領域，隨著科技發展，已經逐步變成了一種重要的常規測量手段。

2? GPS技術在礦山測量的原理和使用

2.1 GPS技術在礦山測量的原理

GPS測量是選擇兩臺以上的接收機，放于基線的每個端點上，通過測量觀測站之間的具體位置，選擇已知的點和基線坐標，形成GPS的控制網，接收同一個GPS衛星發射出的同一時間的信號，再通過數據在軟件計算處理后得出需要測量的控制點，進行比對后整合并改正，從而得到物象的精準坐標。

2.2 GPS技術在礦山測量中的使用

2.2.1 GPS技術在地形測量中的使用

在之前的傳統測量地形時候需要先在測量范圍內建立圖根點和控制點，還要在圖根點上建設全站儀和經緯儀，再配合工具進行測量繪圖。這種測量方式至少需要2～3人去測量四周的地物地貌等，但如果使用GPS技術進行地形測量，一次就能測出十幾平方公里的測量區域，不會受到天氣的限制，能夠全天候地工作，不需要考慮測量點之間的通視，還不存在數據積累出現的誤差。這大大提高了工作效率、節省了成本，還能避免重復構建站點和移動站點帶來的誤差，使數據更為專業精確，只要測量結束就能使用繪圖軟件直接繪制出地形圖。

2.2.2 放樣

測量中一個重要應用分支是放樣，由于露天采礦都需要鉆孔、采場路、平臺的邊界、開采的邊界等不同的放樣，這要求把圖上設計好的點定位在實地標記出來。傳統的放樣方法有很多，比如經緯儀交會放樣和全站儀的邊角放樣等，這些放樣方法都需要來回地架設儀器，還要求可視度好，如遇到特殊的復雜情況還要借助其他方法才能進行測量。如果采用RTK（實時動態）技術放樣，使用固定和流動的接收機對數據整合，只需要把設計好的點位坐標輸入到電子手簿里面，再拿著GPS接收機，就會提示你走到需要放樣的位置。

2.2.3 GPS在大型露天礦山的驗收

傳統的測量儀器一般都是不能完成大型露天礦山工程的驗收工作，相關單位考慮建設CORS系統，不用人時刻值守，驗收的工作人員能直接通過制圖軟件運用GPS生成的一體化數據鏈，大大減少了數據輸入時和傳送過程中產生的誤差，完全實現了全稱數字化自動化。另外在使用GPS對數據進行測量時，遵守其連續性、可靠性等原則，和周邊的地級市單位基站系統等建立關聯，形成共同的GPS 網絡體系，能提高系統所覆蓋的范圍和廣度、精度，進而建立全面化的多基站系統。

2.3 GPS技術在礦山測量中的使用流程和措施

2.3.1 準備工作

使用GPS技術進行礦山測量時，第一步應該首先對礦區進行勘測，然后根據勘測的特點和結果完成準備工作。點位的選擇對于后續觀測工作的有序開展和測量結果確保準確性有著非常重要的作用。所以在點位的選擇上要有認真負責的態度，堅持以下原則：（1）挑選點位要建立在方便放置接收裝置的地方，視野要寬闊，相對較高的點比較好。（2）點位的位置要可見度高，附近不能有任何的障礙物存在。（3）點位要設置在沒有大功率無線電發射源的位置，附近也不能有高壓輸電線和微波無線電信號傳輸線，否則容易干擾信號間的傳輸，會給礦山測量的結果帶來嚴重影響。（4）點位的周圍也不能存在大范圍水域和其他影響衛星信號的物象，以免降低衛星信號的接收效果。（5）點位的選擇要交通便利，方便安置其他有關的裝置設備，并且安裝地基要穩定，以免傾倒。

2.3.2 準確無誤的標志埋設和合理安置基準站

標志的埋設，一般是選擇有中心標志的標石，挑選完成的點位要及時做出標志，能在工作時候快速找出，標石要堅固、無損壞，能夠長時間保存和利用。而基準站的設立相對來說較為靈活，可以設置在已知的精確坐標上，也可以設立在未知的點位坐標上，但是基準站的設置必須選擇在地理位置比較高的地方，還需要無遮攔，電臺信號覆蓋也需良好。為了防止多重路徑效應和數據的遺失，基準站的幾百米內最好不能出現無線電發射臺和高壓電線等設施。

2.3.3 GPS技術的施測和放樣

準備階段工作都已經完成之后，就要開始進行施測。觀測的關鍵點在于如何獲取GPS衛星信號，并且對其加以跟蹤、處理和測量等，然后得出相關的定位信息和測量出的數據。施測的操作非常簡單，每臺移動站只需要一個人就可以進行測量工作，但是每次在開始工作前都應該對已經掌握的控制點進行檢測，確保檢測系統都準確無誤之后，才能進行后續工作。實時動態RTK處理數據相對來說也很容易，采集的施測坐標可以通過數據傳輸系統，直接down入電腦，接著進行圖形編輯，也可以整理后進行打印。鉆孔放樣中，RTK實時動態也能提供實時導航數據，能快速定位，還能提供定位的精確度。利用GPS-RTK放樣，既能提高工作效率，還能減輕工作人員的壓力和工作強度，能夠滿足礦山測量的需求。

3? 結語

GPS技術在礦山測量的使用中，改變了傳統測量方法帶來的復雜程序和較為麻煩的過程，作為控制測量的首選，對于礦山的勘測和作業都起到了變革的作用，對于礦山測量的效率和精準度都有幾何倍的提升。如今，GPS技術在地質測量尤其是礦山測量中受到越來越多的重視，對于礦山測量來說是比較理想的選擇，既能省時省力，還能節約人力和各項資源等成本，效率高、靈活度高以及精準度也較高，在礦山工程中有著非常好的發展前景。但是GPS技術對于信號的依賴性很強，如果礦山在一些比較偏僻的地方，信號也容易丟失，測量就會失準，因此，礦山測量還需要與傳統測量方式相結合，發揮各自優點，這樣才能加快礦山測量的速度，提高精準度。

參考文獻

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[3] 黃梟昌，羅利君.前工程測繪中GPS測量技術的應用探討[J].四川水泥，2017（10）：130.①作者簡介：周大勇（1985—），男，漢族，遼寧丹東人，本科，工程師，研究方向：測繪工程。