浅析GPS技术在矿山测量中的应用

浅析 GPS技术在矿山测量中的应用

刘钦泉 朱绍廷

山东华新建筑工程集团有限责任公司 山东省 新泰市 271219

摘要：矿山的测量工作是关乎矿山建设与生产的重点项目，其测量的结果也是直接服务于矿山生产的。随着测绘技术的不断进步，测量工作者需要承担重要的任务，通过合理的归纳与总结之后，了解现阶段的测量现状，才能够更好的运用先进技术来进行露天矿山测量。

关键词：GPS技术；矿山测量；应用

1导言

在现代化矿山建设的路途中，GPS测绘技术功不可没，它能够快速准确的将采集的数据反映出来，逐步实现自动化的数据采集与处理，为地形图成图及三维数字建模提供了最基本的数据支撑。矿山测量在矿山生产中至关重要，对矿山详实准确的测量可提高矿山产能，推动矿山企业的发展，通过应用GPS测绘技术，提高测绘效率，为矿山的现代化建设添砖加瓦。

2GPS系统概述

2.1GPS系统的概念

全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)是美国于20世纪70年代研发的卫星导航定位系统，共由24颗GPS卫星覆盖组成，建设时间历时20余年，是以卫星为基础的高精度无线电导航系统，在全球98%的地区都能够提供准确的地理位置、行动速度及精准的时间信息。GPS具有全天候、高精度、自动化等特点，广泛的应用于工程测量、汽车导航、变形监测等众多领域，已基本取代了原始的测绘技术。GPS测绘技术是利用GPS采集的相关地理坐标、高程信息等数据，通过计算机软件绘制的地形图、模型等，在矿山测量、工程建设等领域具有重要的作用，为后期的矿山生产、工程建设等提供最基础的数据支撑。

图1 GPS单点定位原理示意图

2.2GPS测绘技术的特点

GPS测绘技术之所以能够快速的取代传统测绘技术，因为其有着诸多的优点。一，定位精度高、定位所需时间短，利用GPS定位，其精度可达毫米级，且定位时间极短，对于矿山测绘来说，传统测绘系统误差较大，人工操作又不可避免的有误差，对测量结果影响较大，GPS测量因直接使用卫星定位，故其精度极高；二，测点之间无需直视，GPS测量只要上空开阔，能够接收到卫星信号即可定位，完全不需要测点之间相互通视，这比传统的测绘技术节省了大量的工作量；三，抗干扰能力强，在GPS的测量过程中，能极大限度的降低外界对其的影响，数据更加精准，误差更小，即使在地形复杂、环境恶劣的地区也可以保证测量的准确性；四，仪器操作简单，随着现代GPS接收机的不断改进，其自动化程度越来越高，野外作业非常方便、轻松；五，工作效率极高，由于野外仪器操作简单、轻便，测量速度快，而且GPS测绘的信息更加精准，结合计算机成图能够有效的降低人工成本和工作时间，其工作效率极高。

2.3GPS测绘技术的作用

利用GPS测量获取地理信息及高程信息，结合GIS软件建立数据库，对不通类型的数据可以分析处理，可以随时调用重复利用，可以随时输出需要的图像、图件，方便专业技术人员的各种需要。

3GPS技术在露天矿山测量的应用

3.1静态测量技术

所谓GPS静态测量技术，就是在不同测量站利用多台接收机进行同步的观测，从而获取对应的数据，在测量过程中，通过对应的测量仪器来接受对应的数据，一般会用接收机的测量型GPS接收机，通过这一种接收机来实现定位测量处理。首先，建立控制网，由于控制网样式较多，不同控制网之间还存在差别，部分简单的测量区域只需要不到1h就可以完成，但是对于个别复杂区域，其就需要长达几十个小时的测量。最为简单的利用几台GPS接收机就可以满足实际的要求。在具体测量环节，通过在观测点上的安置，构建对应的简单接收装置，同步的观测还需要一定的时间，一般来说，1h~2h即可，之后利用边连接的模式建立控制网络，再配合上专门的软件来解算基线，就可以获取对应的坐标值。

3.2GPS静态测量技术在露天矿山测量中的实际应用

（1）测点选择。在进行矿山的测量中，还需要注意点位的选择，在进行选点之前，还需要全方位的了解矿区的地理情况和原本的控制点分布情况，并且做好如下的几个方面：首先，确保地面土壤稳定，坚固，容易保护。其次，如果点位旁边的高压线路和市电线路较多，还需要在距离50m~100m的位置上设置，这样就可以避免影响。再次，点位的视野要保证其开阔性，这样才方便后续的安置与操作，同时也不能存在大面积的障碍物。最后，点位应该尽可能选择靠近于采矿专线以及公路结合的位置，这样不仅方便交通，同时也有利于布置GPS静态测量点位，进而提升实际的测量效率。（2）布设。在GPS控制网布设中，还需要考虑到：首先，在布设的时候，要求观测区域能够形成一个闭合图形，这样可以提升准确性和质量。其次，在GPS控制网建设中，因为其涉及到多个网点，其网点就应该与地面已经存在的控制性网点相互重合，这样才有利于精准性的提升。在实际的布设中，还需要考虑到：地面上已知的控制网点与矿山测量网点重合越多越好，这样可以确保在整个控制网之中都可以实现重合点的均匀分布，这样也可以满足地面往参数和GPS网之间的相互转换。（3）控制网图形设置。在进行观测的过程中，每一次的观测都需要形成对应的闭合环，并且采取连边的布网方式，这样可以确保控制网的质量，让其本身拥有较强的集合强度，并且也能够满足闭合的对应条件。在进行矿山观测段选择的锅中，还需要基于下述的公式来进行分析计算：C=mn/N其中：C代表的是观测时段输；m代表的是每一点设站次数；n代表的是网点输；N代表的是接收机数。在可靠的数据计算之后，就可以进行框架性的设置处理。在观测过程中，还需要按照对应的标准和规范来进行处理，这样不仅可以实现GPS静态测量工作的有效实施，同时也可以确保数据本身的准确性和真实性，为后续的矿山开采提供必要的借鉴与参考依据。

3.3GPS动态测量技术在露天矿山测量中的实际应用

露天矿山重中之重的工作就是矿山建设与土石方量的验收测量工作，矿山基础设施建设过程中，GPS动态测量在日常放样以及土石方量的验收测量工作过程中显得尤为重要。首先，GPS动态测量速度快，精度高，人力成本低，已经被露天矿山普遍运用；其次，由于露天矿山在开采过程中经常遇到许多不可逆转的外界因素的影响，不可能严格按照图纸设计进行规整的施工，进而形成了许多影响土石方量验收测量精度的高陡边坡和凹陷采坑，这时，GPS动态测量同样具有不可替代的作用，利用GPS动态现场作两个通视的支点，结合全站仪红外激光对高陡边坡和凹陷采坑进行数据采集，同样具有速度快，精度高的优势。提高测量工作效率，降低测量数据的累积误差，为露天矿山开采提高了经济效益。

4结语
总而言之，对于当前的露天矿山测量工作而言，由于GPS技术本身具有较高的应用价值，所以相关人员就需要做好对应的研究，能够完全的发挥技术层面优势，这样才可以提升测量的精确性，最终服务露天矿山测量工作的有效实施。

参考文献

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