浅析GPS 在矿井测量中的应用

张广生

(河南能源义煤公司新义矿业有限公司，河南新安471800)

0 引言

近些年，由于对煤矿的勘测错误，使得重大的煤矿事故频发。每次的煤矿事故都牵扯着许多生命的安危。因此，政府也对此非常重视，三令五申要提高作业的安全系数，保证施工人员的生命财产安全。广泛地采用GPS 技术就是一项主要的保护措施，使得在施工中可以更加准确的构建结构，保证施工的安全性，避免人员的伤亡。

1 GPS 技术的介绍

随着GPS 技术的不断发展，它的主要功能也得到了长足的进步，为人们的生产生活提供了极大的帮助，使得各项工作都能够适应时代的变化。在煤矿产业中，测量工作是一项重要的前期工作，能够保证具体施工的准确性和稳定性。各种高科技技术的应用都是为了进一步提高测量的精确性。

GPS 技术与传统技术相比，是采用布设空间网的方式，大大减少了布局设线的烦恼，仅仅依靠几个接收机就能够对整体测试区域进行全方位、立体式的测量，省去了建立标杆的费用，降低了生产成本。

2 GPS 在煤矿测量中的应用

目前矿区的测量方式主要是利用GPS 相对静止的测量定位方法，即对固定的两点进行空间测量。

首先在煤矿周围要布设新的信息网。为了满足地表以及井下数据的一致性，要设立两个不同的控制网:地表上面的要按照国家要求的GPS 标准进行设定;矿井中的要采取新型的RTK 静态GPS 技术。两个独立的测量系统在矿井贯通时会进行融合，保证数据的连贯性。

其次，在选址上要注意的问题。GPS 在测量中并不是仅有一个观测点，而要有一群测试点连接起来的立体型模型。在各个测试点之间应该保持信息传输的畅通，避免有障碍物的阻挡，尽可能地选择地势较高的地方，接收信号比较容易，并且远离大功率的设备，以免造成不必要的干扰。同时，在煤矿下面也要布置必要的测试点，选择光线条件比较好的、岩层结构稳定的地方。否则，在长时间的挖掘之后会造成地质结构的改变，影响信号的接收效果。

在得到观测结果后，要及时对结果进行记录，保证数据的实时性。要对数据进行全面的检查，对测试数据进行平差处理，建立三维立体坐标，并将测量坐标转换为普遍应用的坐标建立模型。通过仪器的自动记录和手写两种方式进行记录。在完成一阶段任务之后进行比对，找出不一样的数据进行修正，保证数据的准确性。严格杜绝事后补写记录或者谎报记录的情况，因为每一条记录甚至会影响到工程的质量，牵扯到许多人的生命安全。

3 GPS 在测量中存在的问题

虽然GPS 的应用程度已经很高，但是高科技产品也有很多使用的受限条件，对环境的要求、对地理条件的要求等。

1)由于GPS 数据测量站每个都是独立的整体，在测量开始前都要进行相关的调试，检查设备的连接状态，检查具体参数是否发生改变。这是一个非常耗时间的过程，有时会严重影响工作的进度和效率。

2)由于GPS 是高精密度仪器，所以对于环境的要求很高，潮湿、灰尘多、能见度低等恶劣的自然条件都严重影响GPS 设备的使用，同时影响着测量的精度和准度，产生较大的误差。

3)由于矿区内的测量工作具有阶段性、局部性等特点，测量的数据产生或经过介质会造成损耗，严重影响测试的结果。

4)随着GPS 测量工作的深入进行，接收机可能无法及时对卫星进行实时数据交换，这样就会被迫使接收机进行恢复初始化，需要重新对每个测试点进行丈量，这样会造成时间的浪费，降低工作效率。

4 减少误差的措施

由于GPS 测量是根据地面的接收器与太空中的卫星进行数据的实时交换，所以在数据的传输中任何一方发生偏差都会对结果产生深远影响。

首先应该对测量仪器在工作前进行必要的校对和检查，根据《煤矿测量规程》中规定要定期对设备进行保养、校对等工序。由于一些人认为保养、校对工作很繁琐，为了节省时间，没有对仪器进行定期的检验，使得一些仪器是在非正常状态下工作，很难保证工作的质量。

测量中难免会出现误差，不管是什么原因造成的都会对最终的结果产生影响，甚至有的误差是致命的。在减少误差的方法上注意对测量站的选择，采取同步的测量方法减少传播中的损耗，避免一次测试结果的单一性。要经常对测量点进行核查，保证矿区内的生态条件不会发生大的变化，以免造成数据不断修改，影响工作进度。

由传统的手动测量方式转向现代化的、数字化的、全自动化的GPS 卫星测量，是社会发展的一种体现。但是技术的发展也受到现实条件的制约。误差是不可避免的，我们只能缩小它，但是不能消除它。

5 结语

煤矿测量是矿区生产中不可或缺的工作程序。无论煤矿的规模大小，测量工作都是一个必不可少的工序。煤矿测量技术也体现着我国煤炭工业发展的程度。在国家的大力支持和调控下，我国煤矿开采和测量取得了一些成果，GPS 的测量方法减少了劳动的强度，减轻了施工难度，保证了精密数据的可靠性。各种技术的不断应用也在不断促进工作人员不断改进自己的工作技能。只有充分利用GPS 功能，在煤矿的探测基础上采取人机相结合的方法来减少测量误差，提高其精确性，探索适合我国国情的勘探技术，才能为我国的煤矿开采事业作出自己的贡献。

［1］何宁，钱亚俊，何斌，等. 高精度GPS 实时变形监测系统应用研究［J］.水利水运工程学报，2013 (1).

［2］齐利强.论 GPS 测量的误差及精度控制分析［J］.科技创新与应用，2013 (1).