浅议GPS技术在矿山测量中的应用

王财 马威武

(青海省柴达木综合地质矿产勘查院,青海格尔木 816000)

浅议GPS技术在矿山测量中的应用

王财 马威武

(青海省柴达木综合地质矿产勘查院,青海格尔木 816000)

GPS技术是近些年来才出现并在社会生活中发展开来,GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,最早被美国研制出来,并且在1994年才开始投入使用的卫星导航与定位系统。就当前来看,该应用技术已经普及到国民经济的各个领域,在测量领域中GPS技术以全天候、高效率、高精度、自动化的优势逐步应用到测量领域内,本文就GPS技术在矿上测量中的应用进行分析,来进一步促进GPS技术在矿上测量中的应用。

GPS技术 矿上测量 应用措施

在传统的矿山测量中，常规三角、导线测量因为其作业率低，精度不准确已经逐渐满足不了现在矿山工作的需要。而GPS技术的出现很好的满足了现代矿山测量的需要，就目前来讲，GPS技术已经普遍的应用到矿山的测量中，本文就结合矿山的实际情况，探究GPS技术在矿山测量中的一些工作方法。

1 GPS技术概述及特点

GPS(全球定位系统)是美国第二代卫星导航系统，它主要由三个部分组成：空间部分、地面监控部分和用户接收。GPS的空间部分主要是由24颗GPS卫星所组成，这24个卫星一并组成了GPS的卫星星座，这24个卫星分工不同，其中21个卫星用于导航，3个为备用卫星。每个卫星能够发出导航定位的信号。控制部分主要分布在全球不同的跟踪站组成的监控系统，跟踪站根据作用的不同又被分为主控站、监控站和注入站。而用户部分主要是由接收机、数据处理软件及相应的用户设备所组成的，用户部分的主要作用是接收GPS卫星所发出的信号，并利用这些信号进行导航定位。

GPS因其独特的优势地位在测量领域中应用于大地测量、城市测量、各类工程测量、变形测量等一些领域，并且逐步成为一种重要的常规检测手段。并且GPS有一定的精度高、观测时间短、操作方便以及全天候作业等特点，这些特点也是GPS技术能够在矿上测量的优势之一。

2 空间信息技术在矿山测量中的应用

对空间信息技术的核心是和主体来说，主要应用的是“3S”技术。对矿山测量来说，在矿山测量中都已经应用了该技术，并且在应用的过程中也得到了良好的成效。尤其对于GPS技术来说，GPS技术在矿山测量、控制测量、工程测量、环境监测、防灾减灾以及交通运输工具的导向方面发挥着重要的作用。GPS技术有着比传统的测量技术更为优势的特点，如：不受天气的限制，能够全天候的作业、并且计算精度高同时还无等级测量之分，无需考虑测点间的通视，且不存在积累的误差。这些技术的应用都改变了传统的测量模式，地理信息系统有关的数据进行采集、处理、管理，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，在空间信息技术的支撑下，现代的测绘仪器和技术层出不穷，并且对矿山测量带来方便。作为“3S”技术中的遥感技术在矿山测量中的应用经历了较长的发展阶段，在遥感技术丰富经验的引导下，航空遥感技术可以获取矿区的信息资源，对矿区的环境进行检测，为矿区的环境保护提供意见和决策的支持。通过相片的校正、目视判读和野外的调绘工作来完成地形图的描绘。GPS技术的出现改变了传统的地面测绘的方式，在矿山测控中可有效的利用GPS技术进行矿区地表移动检测。水文观测孔的高程检测、矿区控制网建立或复制与改造等。GPS接收机的性能价格比不断的上升，其应用于矿山测量工作的地面部分已经成为现代矿山测量的一项重要的技术。

3 GPS RTK在矿山工程测量中的应用

RTK(实施动态测量)的定位系统是有基准站、流动站和数据链组成的，实施动态测量是必须建立在无线通讯技术上，该系统的原理主要是在点位精度较高的手机控制点作为基准点，并且安装一台接收机作为参考站，对卫星进行连续的观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，可以通过无线电的传输设备接受观测数据，流动站上的计算便可以根据相对定位的原理实时计算机显示出流动站的三维坐标与测量精度。这样用户便可以根据待测点的精度指标确定观测时间，从而减少冗余的观测，进而提高了工作的效率。

在矿山的测量中，现在都开始采用RTK，对一般的地形地势而言，一次的测区范围是10多km，这就大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数，仅需要一个操作步骤，便可以准确测到该点的三维坐标值。RTK技术的另外一个优势便是其平面精度和高程进度已经达到厘米级，对出现的错误不会累加，并且数据安全可靠。在对钻孔、征地边界、境界线的工程放样中，RTK技术能够大大提高外业放样的效率，个人应把提前设计好的点位坐标输入到电子薄中，手薄便会自动的提醒你如何走到要放样的位置，具有方便快捷的优势，不足之处是不能现场给定角度和方向。

4 GPS技术在矿山测量中的具体的作业步骤

4.1 准备工作

采用GPS对矿山进行测量时，第一个应该要做的步骤首先应该是对测区进行踏勘，接下来应该根据踏勘的特点完成工作。在准备的过程中，准备工作一般包括以下几个方面：设置好参数，基准站的数据采样率一般为4—5秒的时间，流动站的数据采样率一般为1—2秒，并且对高度的截止角通常设定为10度；对已经知道的坐标及时更换参数；对实施的工程放样来说，在实施工程放样前，应该对每个放样点进行坐标的设计，并且定位线路的方位角，这样便于在野外工作时，实施准确放样。

4.2 对测区的坐标进行合适的转化

对于坐标系的参数来说，在矿区的应用中有多种参数，这就需要对参数进行转换。如：如果一个矿区采用的坐标系是北京54坐标系，而在对矿山的测量是在WGS—84的坐标系上进行的。因此，在进行矿区测量的过程中应该把坐标体系进行转换，所以应该注重对测量的坐标进行转换。

4.3 合理的安置基准站

对基准站的设置来说比较灵活，可以设立在精确坐标的已知点上，而且还可以设置在未知点上。对在基准站安装的过程中在对地理位置的选择上有较为明确的要求，如：应该选择地位位置较高的地方、无遮挡、电台信号覆盖良好的地方。此外，在对基准台安置的选择过程中为了防止多重路径效应与数据链的丢失时，在基准站的200m范围内最好不要出现高压电线和无线电的发射台。

4.4 GPS_RTK施测及放样

在测区首级控制监控基础之上，利用点校正的方法，并且用求解坐标的系数去转换参数，并且在基准站的设置时还应该选择通视性好，四周没有任何强电磁干扰的地方。当测区可见GPS卫星数在5颗星以上，只需要5—15秒的时间 就可完成初始化而得到固定解。这样简单方面的操作，使得每台移动站只需一人便可以进行测量作业，每次在开始作业之前都应该对已经控制的控制点进行检测，在确保检测系统正确无误之后，方可进行作业，

实时动态 RTL数据处理则相对比较简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。便可对其进行图形编辑，同时也可以通过采集、整理和分类使之形成文件之后进行打印出来，在钻孔放样中，RTK 同样能实时地提供导航数据，既可以快速的找到点位，还能够精确的提供定位的精度。如在钻孔放点和测点，可以依据GPS的电子手簿显示的定线导航数据同样能够快速上线。并且用 GPS_RTK放样，GPS电子手簿导航画面可以快速上点及上线，它在一定的程度上提高了工作效率，减轻了工作人员的工作强度。因此，RPK的 测量既可以实时提供点位坐标和高程，又可实时知道测量点位精度。与此同时从测量结果来看，RPK的测量精度可以达到厘米，能够很好的满足矿山测量的需要。

5 结语

GPS技术在矿山测量中的出现和发展极大的提高了矿山测量的工作效率，并且变革了传统的测量手段，极大的方便的了矿上的测量工作。随着GPS技术不断的改进与发展，将会把矿山测量带进另外一个新的发展阶段，

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[2]徐绍全,张华梅,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应用(第二版)[J].武汉:武汉大学出版社,2007(12).

[3]孟敏.GPS技术在矿山控制测量中的应用研究[J].科技与企业,2013(20).

[4].余小龙,胡学奎.测绘通报,GPS—RTK技术的缺点及发展的前景[M].北京:中国地图出版社(测绘出版社),2007.

GPS technology is only in recent years and in the development of social life, GPS (Global Positioning System), the Global Positioning System(GPS), first developed by the United States, and in 1994 began to be put into use of satellite navigation and Positioning System. In the context of the current, the application technology has spread to all fields of national economy, in the field of measurement of GPS technology to the advantage of all-weather, high efficiency, high precision, automation gradually applied to the measurement field, in this paper, the application of GPS technology in the mine survey analysis,to further promote the application of GPS technology in the mine measurement.

GPS technology;The mine measurement;The application measures

王财(1980—),男,青海湟中人,汉,测绘工程师,研究方向:矿山测量;

马威武(1981—),男,甘肃酒泉人,汉,测绘工程师,研究方向:矿山测量。