矿山地面控制测量中GPS结合全站仪的应用研究

邓 勋

（湖南安化渣滓溪矿业有限公司 湖南 安化 413507）

1 引言

在矿业开发的过程中，最基础的也是最为重要的工作就是矿山测量，矿山大多数位于地形较为复杂的崇山峻岭的地区，在进行矿山生产以及建设的地面控制的测量过程中，传统的测量模式是采用三角测量网，在近些年来电磁波测距仪进一步发展的过程中，全站仪已经被普及，被广泛应用，所以在进行长距离贯通巷道以及地形较为复杂的，实际的进行测量的时候，只有采用新的观测的措施，使得能够将精准程度接近最大化。只有结合GPS全站仪测量仪方法，才能够产生更好的效果。

2 GPS测量的应用以及具体的特点

2.1 GPS测量具体的应用

目前在矿山地面中，广泛的应用GPS定位技术的测量。在地级测量、工程变形监测、GPS的定位技术、地区和大地的控制以及海洋工程测量中GPS测量也已经广泛应用。新型的GPS测量逐步取代原有的导线以及三角测量。目前来看，我们国家采用一九八零年国家的大地坐标系以及一九八五年国家的高程基准，并且在WGS-84的坐标系上采用GPS定位，并且两者之间的高程系统以及坐标系还存在着一些差异。在实际进行GPS技术的应用过程中，需要进行解算平差来实际的进行数据观测，一般来说其平面的精度可以满足在控制测量之中的需要，高程的精度却还达不到理想的状态。这种情况下，可以在进行高程控制测量的时候采用全站仪水准法，将原有难题进行解决。

2.2 GPS测评的特点

相较于原有的测量的技术，新型GPS技术并不需要两个或者多个观测站能够相互观测，所以可以减少觇标的建造，使得时间和建造成本都减少消耗。新型的GPS技术的精确度相较于传统形式更高，一般来看一百千米至五百千米的基线上，基本能达到10-6至10-7。新型的GPS技术相较于传统测量技术，有效地将观测的时间进一步缩短。传统的静态定位的放大仅仅能够完成同一条基线上的观测，并且精准度的不同使得观测的时间也不一样，一般来看在一个小时至三个小时之内。RTK技术的使用，使得定位的速度进一步加快。GPS技术的应用可以提供三维坐标。同时GPS技术可以同时进行观测站大地高程的精准测评，以及测定精准的平面的位置。相较于原有的测评技术，新型GPS技术的操作进一步被简化，并且其测量的程度更加自动化。并且GPS技术可以进行全天的作业。其有着全天候、全能性以及全球性的特点。

3 在矿山地面的测量中GPS全站仪的应用

3.1 全站仪的测量原理

在利用全站仪水准法进行矿山地面的测量中，需要在设定A、B两点，并将测评仪器站1到AB两个点之间的斜面距离SA、SB以及垂直角α1，α2，并且需要将目标A和B的觇标高度V1以及V2，可以将测量全站仪仪器的高度这一步省略掉。

3.2 实际的测量流程

在进行实际的测量过程中，为了能够实现对于地面的控制测量，需要建立五个GPS矿区的控制点，再对于矿井实施联系式测量的方法，通过一井几何式定向的测量方法进行矿井的联系测量，同时需要在与高程对应的GPS控制点，进行井下的导入工作，并且需要采用几何的方法测量定位，进行校核的操作，使得回风立井到回风斜巷道之间的贯通测量的工作得以实现。

对于地面的控制测量，必须要利用GPS技术，对于矿区控制的点对回风立井和主副井之间，进行操作地面的导线联测，并且在最后的时候，能够在GPS控制的点上进行校核。在进行矿井的来联系测量的时候，通常是采用几何定向与陀螺定向两者红不同的测量方式。

4 在矿山中GPS测量和处理数据

4.1 外业观测的精心测量

一般来说，在矿山中进行地面控制测量的时候，接收机通常会选用四五台南方的9600北极星GPS。机器的标准称精度是平面少于或者多于5mm+10-6以内。高程是多于或者少于10mm+10-6以内，通常采用静态测量的模式来作业，实际进行观测的时间要不少于四十五分钟，实际卫星的截止为十五度，每间隔十五秒进行一次数据采样不少于去壳有效地卫星颗数，观测的时段不少于1.6段。

4.2 处理GPS数据的严密性

在进行出路GPS数据的时候，要确保其处理的严密性。通过双差固定解的形式进行每一条基线的处理。要通过完全满足《GPS测量范围规范》的要求来进行异步环闭合差、同步环闭合差以及复测基线较差。并且在其中，基线的分量改正数据中最大值要完全的满足《GPS测量范围规范》的要求。在进行测量中，观测量采用无约束平差的方式，一般进行二维约束平差的时候，选用1954北京坐标系。

4.3 高程测量GPS网

在进行高程测量中GPS技术的应用较为广泛。相对来说，地面的只有较少的控制的点数，所以高程的GPS点最初时候，是在原来的三个一级导线点的举出上，再通过GPS的随机的软件进行拟合，从而得到的，但是经过检查，发现拟合的高程精度还不是很高。为了使得巷道贯通的质量有效地被保障，在进行高程测量的时候，就需要通过PENTAX-322NX的全站仪水准法。在选择高程起算点的时候，选择已有的确定点，并且布设一条长度确定的全站仪高程闭合的路线，并且需要联测所有的GPS网之中的“点”。根据国家在测量的精准度方面的四等水准要求，必须要利用垂直角中丝法来每部分往返三次的进行测回。经过实际的计算，看结果是否满足《GPS测量范围规范》的要求。最后通过全站仪高程进行测量。

5 结语

综上，通过对于GPS全站仪的测评进行研究，结果表明相较于其他测量的方式，在进行矿山的测量工作中，通过对矿山地面控制的测量的结果表明，更加适合测量的方法就是GPS结合全站仪。GPS技术与全站仪的有机结合，使得其原有的单独进行测量的误差进一步降低，并且将其原有的优势进行放大，劣势逐一互补，同时为进行矿山测量的安全性、可行性以及精准度都提供了更好的保障。换言之，在目前以至于将来的矿山测量的进行中，GPS结合全站仪会使最为有效地测量方法，并且会被广泛应用。随着科学的进步，各种现代化技术的进一步发展，在实际测量矿山的工作中，会融入不同的新的技术，只有继续不断地对新的技术进行探索与研究，并保留原有技术的优势，将创新与传统相结合，才能使得我们国家的矿山行业基础更劳固，前景更加美好。

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