浅析GPS技术在矿山测量中的应用

黄宇红，杨朝兴

（江西省煤田地质局测绘大队，江西 南昌 330000）

矿山测量主要为矿山建设、矿井生产、灾害监测、环境恢复等各项工作服务，传统的利用全站仪的测量技术，受外界环境影响较大，例如地形、气候、时间等诸多外界因素的影响，已无法适应现代化矿山建设的需要。GPS技术打破了原有测量工艺的限制，利用其独特的优势，推动了矿山测量工作的进步，已成为现代化矿山测量的发展主要方向之一。

1 GPS系统概述

1.1 GPS系统的概念

全球定位系统(Global Positioning System，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[1]。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。

图1 GPS单点定位原理示意图

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[2]。

1.2 GPS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[3]。

1.3 GPS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。

2 GPS技术在矿山测量中的应用

GPS技术在矿山测量中的应用主要在矿山地形、工程选址、地质勘查等基础地形等方面，期间GPS技术至关重要，GPS技术具有全天候、高精度、功能齐全等特点，逐渐取代了传统的测量技术，使得测量工作更加高效。

2.1 GPS的数据采集、分析处理、显示输出

GPS测量主要用于矿山地形测量，GPS技术比传统的测量技术更具优势。在地理信息、高程信息数据的采集过程中，GPS通过接收机对数据进行实时接收并存储，还可以上传到计算机或手机进行处理，比传统的人工处理工作效率更高，更不易出错。利用计算机GIS系统，可以随时对GPS采集的基础数据进行成图、输出等，服务于矿山生产、工程建设等方面。在矿山测绘中，GPS测绘的数据对矿山测绘起决定性的作用，所以必须保证GPS测量数据的准确、可靠性，需对其质量严格把控，保证矿山测绘工作正常进行。

在矿山测绘地形成果中，可以根据不同的属性及需要，利用计算机GIS系统对图件以不同的元素进行展现，最大程度的满足地理信息工作的需要，GPS技术的应用，切实的迈出了现代化矿山建设的坚实一步。

2.2 数字化测图

GPS测绘的成果最终以数字化图件的形式来展现，GPS作为野外采集数据的方式，在开展工作中需要用到测量仪器及装备。在数字化成图中，进行不同比例尺的地形图绘制时，可以选择GPS技术数字化成图进行测图，对大比例尺的地形图进行测量，即可按照专业人员需要的比例尺缩放图件，满足不同人员的需要。为了避免成图时出现的误差，在野外开展数据采集的过程中，必须要对控制点进行严格检测，保证原始数据的准确性，同时成图时工作人员也应严格按照国家规范及行业标准进行成图，对测量区域的地形地貌进行精准的反应，还可以利用GIS技术建立三维数字模型，直观的反应测区的地形地貌特征。

2.3 GPS实时定位技术

一般情况下，GPS测绘需要建立相对的坐标模型，GPS一般采用WGS-84坐标系，来控制测区的相对位置，方便后期资料的再利用。若需绘制更加精准的地形图，则需要建立基本的GPS控制网并对测区中的地形进行测量。GPS控制网利用静态GPS技术对测区的控制点进行持续采集，然后通过计算获得每个控制点的坐标。然后利用控制网的相关参数，运用实时动态定位技术采集地理信息数据，经处理后编绘成需要比例尺的地形图，实时动态定位技术的精度高，可以降低测量人员的工作内容，进而提高工作效率，使矿山测绘更加便捷准确。

3 结束语

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。