臧澤

摘要：在進(jìn)行礦業(yè)開發(fā)的過程中最基礎(chǔ)的技術(shù)工作就是礦山測量，由于礦山多出現(xiàn)在地形比較復(fù)雜的崇山峻嶺中，所以相對(duì)來說測量的工作量和難度都比較大，若采用傳統(tǒng)的三角測量網(wǎng)法，不僅是測量工作效率低，更重要的是測量精度不能得到保證。所以在工作中采用GPS控制對(duì)于礦山的測量勢在必行，本文主要通過介紹GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)、在礦山測量中的應(yīng)用等方面淺談下GPS控制在礦山中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：GPS控制礦山測量應(yīng)用研究現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0025-01

近年來，隨著科技的發(fā)展和國家對(duì)礦山勘探測量等方面的不斷投入，我國礦山行業(yè)逐步成為國家的一大產(chǎn)業(yè)，尤其是在勘探，測量和信息化建設(shè)都取得了較大的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在很大差距，對(duì)于礦山的規(guī)劃和設(shè)計(jì)仍存在不科學(xué)性，對(duì)于管理和安全方面也都存在隱患。全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System-GPS）GPS是現(xiàn)階段隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而建立起來的新一代緊密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。由于GPS系統(tǒng)具有精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡便等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在地形嚴(yán)峻的礦山測量中。本文主要結(jié)合GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)及在礦山測量中的應(yīng)用等方面淺談下GPS控制在礦山中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

1GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)

現(xiàn)階段GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，與GPS系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也隨之而來，這種情況的發(fā)生主要得益于GPS本身的特點(diǎn)，概括起來主要有以下幾個(gè)方面。

（1）定位精度高：通過很多應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對(duì)定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10-6，100～500km可達(dá)10-7，1000km以上可達(dá)10-9，在300～1500m工程精密定位中，1h以上觀測的解算，其平面位置誤差小于1mm。（2）觀測時(shí)間短：由于GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件不斷更新，目前20km以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15～20min，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位測量時(shí)，可隨時(shí)定位，每站觀測僅需幾秒鐘。（3）測站間無須通視。（4）可提供三維坐標(biāo)：GPS可同時(shí)精確測定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。（5）操作簡便：隨著GPS機(jī)不斷改進(jìn)，新設(shè)計(jì)出來的機(jī)器的自動(dòng)化程度越來越高，機(jī)器的體積及重量也在不斷改善，更便于工作人員使用。（6）不受天氣等其它因素的影響可以隨時(shí)進(jìn)行工作，這樣就提高了工作效率。

2GPS在礦山測量的實(shí)施

在掌握了GPS特點(diǎn)和原理的同時(shí)，更重要的是把GPS控制技術(shù)運(yùn)用到礦山測量的工作中，其中GPS對(duì)礦山測量實(shí)施包括GPS點(diǎn)的選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。

2.1 選點(diǎn)

GPS測量不是僅有一個(gè)觀測站，而是有很多，但觀測站之間沒有要求相互通視，且網(wǎng)點(diǎn)的圖形結(jié)構(gòu)也不是一成不變的，比較靈活，故與常規(guī)控制測量的選點(diǎn)相比較為簡便。但點(diǎn)位的選擇對(duì)于保證觀測工作的順利進(jìn)行和保證測量結(jié)果的可靠性有著重要的意義，所以在點(diǎn)位選擇的過程中應(yīng)持有嚴(yán)謹(jǐn)，謹(jǐn)慎的態(tài)度，在選點(diǎn)工作中應(yīng)遵守以下原則：（1）選擇的點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備，視野開闊的較高點(diǎn)上。（2）點(diǎn)位目標(biāo)要顯著，視場周圍15°以上不應(yīng)有障礙物。（3）點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺(tái)、微波站等），遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號(hào)傳送通道，其距離不得小于50m，目的是避免信號(hào)間的干擾，影響測量結(jié)果。（4）點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。（5）點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便，便于安裝其它相關(guān)聯(lián)的測量及觀察設(shè)備。（6）對(duì)于地面的基礎(chǔ)要求穩(wěn)定，易于點(diǎn)的保存。（7）選點(diǎn)人員應(yīng)按照工作準(zhǔn)則及工程的需要在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。當(dāng)利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對(duì)舊點(diǎn)的穩(wěn)定性，完好性，進(jìn)行檢查和測量，符合要求方可利用。（8）網(wǎng)行應(yīng)有利于同步觀測邊、點(diǎn)聯(lián)結(jié)。

2.2 標(biāo)志埋設(shè)

對(duì)于選好的點(diǎn)位要進(jìn)行標(biāo)志，以便于在工作中容易識(shí)別，一般是采用埋用具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，用來精確標(biāo)志點(diǎn)位，對(duì)選定的標(biāo)石要求堅(jiān)固，不易毀壞，更重要的是要能長久保存和利用。

2.3 開機(jī)觀測

當(dāng)前期工作處理完畢時(shí)，下步該進(jìn)行的就是觀測，觀測的主要目的是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤、處理和量測，以獲得所需要的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。一個(gè)時(shí)段觀測過程中，不允許對(duì)機(jī)器進(jìn)行以下操作：關(guān)閉又重新啟動(dòng)；進(jìn)行自測試；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵，這些都能影響機(jī)器的測量結(jié)果。

2.4 觀測記錄

當(dāng)有觀測結(jié)果出來時(shí)，最重要的就是對(duì)觀測結(jié)果進(jìn)行記錄。記錄形式有以下兩種：觀測記錄和測量手薄。觀測記錄由GPS接收機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，均記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上。對(duì)于觀測結(jié)果的所用信息資料都要進(jìn)行嚴(yán)格的記錄，測量信息要及時(shí)填寫，不能出現(xiàn)漏填或錯(cuò)填的情況，對(duì)于測量信息堅(jiān)決杜絕事后補(bǔ)記和追記。

3GPS礦山測量的發(fā)展趨勢

隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，RTK測量技術(shù)也日益成熟，是一種新的常用的GPS測量方法，它與GPS技術(shù)相比較精確性更高。它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它被廣泛應(yīng)用于工程放樣、地形測圖，各種控制測量等工程中，提高了工作效率。它是GPS的衍生，在今后的發(fā)展中有著光明的前景。

在國家的大力發(fā)展和調(diào)控下，我國的礦山的開采和勘探測量雖取得了一定的成果，但在具體的技術(shù)操作中還存在很多問題，如測量控制技術(shù)和發(fā)達(dá)國家相比還是存在一定的差距，所以我們工作人員在進(jìn)行礦山勘探中要不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí)，在接收新的知識(shí)技術(shù)的同時(shí)，要注意多對(duì)技術(shù)改進(jìn)方面進(jìn)行總結(jié)，把工作中遇到的問題和技術(shù)的不足多向有關(guān)部門反映，以在實(shí)踐的基礎(chǔ)上找出更適合開采測量我國礦山的技術(shù)，為我國礦山的勘探測量技術(shù)貢獻(xiàn)自己的力量，從而提高我國礦山在國際上的競爭力。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐豁，馬小計(jì)，石琨.礦業(yè)地理信息系統(tǒng)及數(shù)字礦山若干問題探討[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2003，8（8）：55-57.

[2] 劉理峰.配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織方法及在運(yùn)行與規(guī)劃中應(yīng)用的研究[D].重慶大學(xué)，2001.

[3] 陳青，江世芳，孫怡，等.全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，1995（3）.

[4] 吳立新，齊安文，楊可明，等.礦山GIS（T T-M GIS2000）簡介及其關(guān)鍵技術(shù)[J].礦山測量，2001（1）：5-8.

[5] 楊光，何秀鳳，華錫生，等.GPS一機(jī)多天線在小浪底大壩變形監(jiān)測中的應(yīng)用[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測，2003（3）.

[6] 戴吾蛟.GPS精密動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理理論與方法研究[D].中南大學(xué)，2007.