矿山工程测量误差的产生原因及解决措施

2020-12-08李树涛

中国金属通报 2020年15期

李树涛

（内蒙古平庄能源股份有限公司，内蒙古赤峰 024081）

我国的矿山工程测量工作是确保矿山工程顺利竣工的关键性环节，该测量工作的工作内容较为复杂且需要考虑的干扰因素较多。所以，在测量工作实施的过程中难免会产生测量误差问题。测量误差会对测量数据的参考价值造成影响，从而影响工程的精确度和工程的测量效率。因此，研究矿山工程测量误差的产生原因与解决策略具有实践价值和社会意义。

1 矿山工程测量工作的发展现状

1.1 矿山测量技术的现状分析

矿山工程测量工作离不开测量技术的支持，测量技术的好坏在一定程度上可以影响测量误差的大小。随着计算机、电子信息等技术的快速发展，在矿山测量领域逐渐实现技术革新与多技术驱动发展。首先，矿山测量技术的核心技术为GPS、GIS、遥感等技术，这些核心的技术已经完成新一轮的技术革新，并且拥有先进理论知识支撑技术发展。针对测量技术的多样性来说，矿山测量技术融合多种其他领域的技术实现创新性发展。技术可应用与地面测量也可应用与数据采集，同时测量技术可结合全站仪和电子经纬仪等设备一起发挥作用，为矿山测量事业做出贡献。其次，针对测量技术的应用领域来说，如今的测量技术可应用于矿区复垦、矿体几何分析、开采与防护和生态重建等领域，有助于矿山工程相关的技术实现交叉影响和融合发展[1]。

1.2 矿山测量技术的特点分析

GPS卫星定位与导航技术是矿山测量的三大技术之一，该技术可以与无线通信技术进行融合，从而发挥出精准测量的功能。近年来，GPS系统与相应的技术得到了快速发展与推广使用，该技术可以凭借自身特点与优势来为矿山工程提供三维坐标模型和多维度的测量参数信息，从而展现出技术的优越性。所以，矿山工程测量工作主要依赖的是GPS技术的性能，第一，该技术具备精确度高的性能；第二，该技术可以提供三维坐标；第三，该技术的使用较为简单与便捷。但是，该技术也存在缺点，例如该技术的透墙性能低，一般来说在户外环境的定位效果优于室内环境[2]。

GIS技术也是矿山测量的三大技术之一，它的主要功能在于能够高效地对地理信息数据进行一系列操作，例如数据采集、数据整合分析、数据处理、存储等。测量工作离不开测量数据，对已获得的数据进行一系列的处理有助于测量工作的开展。因此，该技术对矿山测量工程来说至关重要。

RS技术是矿山测量核心技术的最后一项技术，该技术可实现不接触测量的功能，因为该技术主要应用的理论为物体光特性原理。传统的测量技术理论在于对物体可见光的分析与处理，随着RS技术的不断发展，现如今技术人员可以实现对不可见光的信息采集，由此丰富了测量途径与方法[3]。随着遥感技术的创新性发展，在矿山测量工程中，人们越来越重视工程的施工效率和应用拓展。同时，该技术有利于提高时空分辨率，从而提高发现地理环境变化的速率。

2 矿山工程测量误差的产生原因分析

2.1 GPS测量误差产生原因分析

在矿山工程建设中，技术人员将GPS技术应用在矿山测量的实际作业过程中，其目的在于为矿山工程提供三维坐标模型和多维度的测量参数信息，从而展现出技术的优越性。但是，该技术在测量工作中可能会带来测量误差，这些测量误差的产生原因主要有三个方面。其一，卫星导航参数误差。我们可知GPS技术主要依赖于卫星导航，卫星导航拥有导航电文参数，所以该参数的数值误差将直接导致测量工作的误差。一般来说，该误差产生原因可分为时钟误差和星历误差两大类，除了这两大类还有其他小类对测量结果也会产生影响[4]。其二，卫星信号传播误差。针对这个原因来说，我们可知信号传播需要依赖于介质运载，同时GPS信号信号的传播路径是从卫星到达接收设备的，该路径下存在着一定的介质干扰和传播误差。基于此，在信号折射现象和波干扰现象的双重影响下GPS测量误差容易产生。其三，接收设备误差。一般来说，接收设备具有多径效应和噪声干扰，这些因素都是接收设备误差的产生原因，也是GPS测量误差的产生原因之一。

2.2 方向观测误差

方向观测是矿山工程测量工作的核心工作内容，在工程实际施工过程中，有关部门需要做好CP Ⅲ控制网的测量工作。该测量工作依赖于全站仪自由设站形式，在工作实施过程中准确判断误差来源，针对不同的情况作出不同的处理措施。由此可见，方向观测工作将为整个工程测量环节带来一定误差。首先，针对全站仪设备来说，该设备存在测量轨道误差和设备自身误差。其次，针对测站的设置来说，相邻测站由于空间位置不同可能会带来测距误差和平面相对差异性误差。最后，观测点位误差也是测量误差产生的原因之一。

2.3 测量工作人员的人为误差

在实际的矿山测量工作中，人工测量操作的成分较大且操作繁琐。但是，测量工作人员专业化程度不高，所以难以保证测量工作不发生人为的行为误差。同时，技术人员在工作中经常发生操作失误现象，例如相关仪器的方向安装相反、计量结果记录错误、没有及时记录、态度不重视等。另外，测量工作相关的管理制度的设置不完善，导致测量工作人员未能严格按照规定进行测量操作，由此导致测量误差。

2.4 设备故障误差

企业间激烈的竞争促使企业更加重视经济利益，将大量的人力物力投放在能马上取得回报的项目上，例如市场运营和技术改革，从而忽视仪器设备管理。基于此，针对矿山测量工作来说，它需要有很精细的测量精确度，但是设备管理人员不太重视设备的更新和维护工作。设备如果发生侵蚀等损坏现象，测量的结果肯定是不精确的。所以，设备故障必然导致测量误差，同时影响设备管理工作的效率和导致企业效益的下降。另外，测量误差问题还涉及到维护工作的规范性，主要表现为维护工作没有专业人员进行以及没有统一制度制约。由此可见，在仪器设备管理中存在许多弊端，其中最明显的是企业对于仪器设备管理的不重视，这直接导致了仪器设备在应用精度上不合格，还有可能存在设备安全隐患。

3 矿山工程测量误差的解决措施及策略

3.1 解决GPS测量误差的策略

在矿山工程测量的实际作业过程中，GPS技术可以有效应用于工程测量环节。但是，测量工作存在一定的误差，为了提高测量的精度，技术人员需要做好测量管理工作以避免误差的产生。第一，针对卫星时钟误差来说，技术人员将该误差划分为两个大类，分别为系统误差和随机误差[5]。为了更好解决时钟误差，技术人员一般采用差分技术或者钟差改正机制进行有效处理。经过技术人员的校对操作和改正操作后，可以在一定程度上减少该类型误差对测量工作的影响，以确保不会发生很大的测量精度问题，但是难以完全避免问题的发生。第二，针对信号传播误差来说，卫星信号传播过程中存在信号折射现象和波干扰现象，减少这些现象对测量工作的干扰就可有效解决该误差问题。基于此，技术人员详细分析矿区地理环境特点，针对特定的环境采取针对性强的解决环境误差的方法，具体来说就是技术人员利用同步观测的原理在观测站内部消除异步误差，同时协调观测方法和观测时间段，目的在于利用有效的观测策略来增加测量数据的精确度。另外，相关部门需要优化观测与测量的信息分析体制建设，他们需要完善相关的处理制度和积极方案。第三，针对接收设备误差来说，技术人员要将技术革新的重点放在消除设备的多径效应和消除噪声干扰这两个方面上。基于此，技术人员可以借助差分方程来对相应参数进行求解，计算出合理定位的方法。同时，技术人员可以借助外接频标来优化时间标准。最后，技术人员需要对天线设备进行科学调整，因为该设备对信号接收环节产生一定影响。所以，技术人员需要做好定位工作和减少接收设备的误差，以便于接下来的测量工作能够顺利进行。

3.2 解决方向观测误差的策略

在矿山测量工程中，技术人员需要优化结构控制环节以达到误差监督的作用。另外，全站仪误差是难以避免的误差，但是技术人员可以采取一些措施减小问题的影响范围。所以，针对方向观测误差来说，其解决方法主要在于技术人员需要合理调整观测角度和距离，以及在规定范围内调整参数，不可让设置的参数超出它应有的阈值范围。一般来说，测量工程需要技术人员保证工程的精确度和准确度，所以，相关技术人员在管理测量误差时需要做的对具体问题采取具体分析的策略，确保全站仪的后方交汇点站的精度符合要求。最后，针对测站的设置来说，技术人员要采取一些措施来减少相邻测站间的测距误差和减少平面相对差异性误差，同时技术人员应该要对管理和维护工作提高重视程度。

3.3 做好布网测量工作

为了优化测量管理工作的体系建设，在矿山工程中技术人员需要做好布网测量工作，从而保证整体工作的有序进行。第一，测量工作的执行秩序对矿山工程测量来说至关重要，技术人员要保证工作能够有序开展。同时，测量工作具有操作复杂、内容繁琐、细节较多等特点，技术人员需要尽量较少繁琐的步骤，以及精简化操作流程，这样更加有利于工作的开展。所以，矿山测量工作的工作流程的透明度需要得到提升，同时其完整度也需要优化。第二，数据测量的前期工作包括数据收集和环境勘探，其后期工作包括数据整合和分析处理等，这些工作都在测量管理工作的范畴之中，对工作的顺利开展都起到很重要的重要。所以，测量人员需要做好项目勘探工作和数据整合工作，采取认真的工作态度以减少工作过程中的误差与错误。第三，测量方法的选择是一项综合性的工作，技术人员在选择测量方法时，第一步需要做好方法的研究工作，然后结合实际的任务要求选取最适合的方法与策略。综上所述，完善布网策略有利于减少测量工程误差，并且可以提升工程的质量和效率。

3.4 做好测量人员培训工作，减少人为误差

为了减少矿山测量工作的人员误差的发生次数，相关部门需要做好测量人员培训工作，从而规范化人员操作以及提高测量的准确度。另外，测量仪器设备管理分为许多部门，每个部门需要有专职人员进行严格管控，团队内要有分明的职位划分制度。所以，内部管理团队建设对测量仪器的管理具有重要作用，企业想要做好团队建设首先要做好人才培育工作。基于此，对人才的培育可以通过多种方式进行，例如专业知识培训、专题讲座、理论知识考核等。如果团队人才建设没有得到重视，在进行实际测量工作时会发生操作失误、设备毁坏和设备使用寿命减少等问题。