GPS技术在露天矿山测量中的实践分析

＊张雪松

（山西地宝能源有限公司 山西 030045）

GPS卫星定位技术的快速发展，为测绘技术的应用提供工作保障，将GPS技术融入到露天矿山测量当中，有利于更好的将自身的能力展现，从而在全球范围内完成定位与追踪，具备良好的保密性。因此，为了能够有效将技术的价值体现在实际应用过程中，必须要做好全面探究，以便于制定针对性举措，从而更好的将技术应用价值体现弥补传统应用所面临的影响，发挥不可替代的作用及价值。

1.GPS技术论述

(1)GPS技术概述

在生活中应用到地图，都需要通过GPS进行定位处理，可以更好的理解为方向感系统具有目标准确性的功能，在实际应用的过程中可以更好的融入到各领域当中，无论在哪一环节应用都能够将准确的功能体现，从而能够更加科学准确的进行测量。因此，其使用面积范围也得到广泛扩展，可以结合GPS优点进行优化与拓展，在现有基础上对技术进行应用创新。

(2)GPS定位原理

定位系统是GPS的重要功能，其原理主要就是通过科学手段进行测量，而且在测量过程中主要就是发出信息对应方式进行测量，同时还可以通过GPS技术的特点，对发射中信息与用户之间发射信息进行衡量，无论哪种方法都能够更好的对位置进行确定，而且GPS技术采用高轨测距体制，多种方法在实际运用的过程中可以更好的进行协调控制，从而能够将实际应用的价值体现，所以在时间探究阶段必须要做好全面分析，以便于制定针对性举措推进后续工作，稳步进行的同时，还可以通过观测数据定位接收机对应距离测量方案，以便于更加有效的推进后续工作内容进行，采用更加科学的测量方法，从而发挥一定的价值[1]。

(3)应用范围

GPS技术最初的应用在比较特殊的领域，因为其自身价格较高，普通人无法接受。随着科学技术不断发展与改善，使得GPS逐渐成熟，也能够更好的广泛应用，特别是在现实生活中，其自身具有较好的应用。而且随着科学的进步，其应用价值也在不断扩大。在20世纪90年代中后期，GPS已经基本实现普及在航天领域和交通领域建设工作中有较为广泛的应用，但是在煤矿开采方面，GPS技术在国外明显领先于国内。近10年来，随着测绘技术的不断发展，GPS的运用也明显增多并凸显出自身的优势在大量的相关项目工程中可以更好的为工作人员提供测量数据，这也使得其受到大家的重视，并得到了广泛的认可。GPS可以为工作人员提供高精度和自动化以及高效益的数据信息有利于测量工作更好的展开[2]。

2.露天矿山测量中GPS技术的优势

GPS技术已经广泛的融到露天矿山测量当中，而且在技术不断发展的背景下，GPS技术在测量过程中得到了创新与改进，不仅改善了原有技术决定性，同时可以提高测量的精准度，而且GPS技术拥有计算速度很高的分布特点，用于露天矿山测量当中可以更好的将自身的能力体现。

(1)位置基准点偏差

现代GPS技术可以根据自身优势建立三维坐标差参考自身网形和椭面的位置可以在经度方向上产生烧取偏差。所以，导致整个GPS技术发生偏转，然而若偏差在100m之内，则产生的影响可以完全忽略不计，而且针对差距较大，需要对数据进行重新计算，所以在实际进行应用过程中，必须要采取常规的手段，用科学对技术优化控制，从而最大化保障技术应用价值[3]。

(2)GPS露天矿山网的优化

在传统测量技术应用的背景下，虽然已经具备了较强的可靠性，而且精度也在不断提高，但是在实际发展过程中，为了能够更好的适应露天矿山工作，则必须要根据实际情况进行规范化处理，以便严格遵守各项标准，从而推进测量工作的顺利开展，避免影响过于严重而导致问题的产生。因此，对于技术的优化主要就是对网型规划和时段的安排，实践工作需要根据GPS技术所形成的网型规划方案，以便于选择科学的控制点，从而能够更好的对各项技术进行关联，使得两个内容能够相互整合，避免特殊分布而导致问题的产生，只有通过平衡均匀状态的处理，才可以发挥一定的价值。同时合理分布平面中控制点可以最大化保证位置的准确性，而且至少分布三个已知测试点，这样可以根据各点位置在操作中对整个测区外围进行全面分析，以便于更好的将已知点距离进行调控，长远能够确保每个控制点距离小于30km。

(3)GPS技术引入地籍测量

在实际工作开展的过程中，矿山环境数据测量尤为重要，而且是一项复杂的工作，在实际开展工作阶段必须要加强认识，确保可以通过全面调查科学合理的将GPS技术融入到实践应用当中，这样可以对各个点误差进行有效调控，从而通过对隐蔽介质点的间距，对误差进行优化调控，更好的将GPS技术的精准度体现，而且针对影响GPS相关的因素，必须要做好全面分析，充分了解多种问题产生的主要原因，以便于做好全面拓展，从而能够根据多角度检测工作的落实更好的推进测量工作的顺利开展，发挥不可替代的作用与价值，弥补传统工作所面临的问题。

3.露天矿山测量内容和特点

(1)测量内容

表1 GPS导航定位系统的特点

露天矿场的测量基本内容主要包含线路和采厂以及排土场的测量。例如在开展工作的过程中相关人员需要做好初期工作，将控制网络和地形图做好统计并放置在应用软件之中，以此有利于露天矿场地面的各种测量，包括施工测量以及竣工验收工作的开展。总而言之，测量工作一般在露天矿场设计阶段展开，GPS的运用主要在于指导和数据测量[4]。

(2)测量特点

露天矿山的测量特点主要体现在自身具有一定的不确定性，而且在测量的过程中会受到一些因素的限制，从而导致其数据信息不够准确。另外一些外部环境因素的变化也会给测量带来极大的影响，例如采矿场区域开展不同类型的工程，会使环境形成较大的变化。随着采矿场深入的极大不确定性在曲线上露天矿场的测量，主要体现在对环境的适应性方面。另外露天矿场的测量对于环境适应性有较大的要求，如露天矿场在采场中灰尘较大，同时噪声也较大，会给测量工作带来极大的影响。

4.GPS在露天矿山测量中的应用

露天矿山的设计以及开采需要根据其地质情况制定，这说明该项工作需要大量的测量工作支持。目前GPS自身具有较高的精确度，而且所需的测量时间较少，说明其自身具有良好的经济性，已经完全替代传统的测量仪器，这也使得GPS在露天矿山的测量过程中有着较为广泛的应用，而且在放样和地表控制测量工作中都有较好的发挥[5]。

(1)应用要点

①在地表控制测量中的应用

通过大量的实践内容可以得知，在小于50km的地表基线上，利用GPS技术可以实现高精度的定位，并且将其控制在1×10-6，而在100～500km的地表基线上，精度可以达到1×10-6至1×10-7。足以证明GPS运用具有较高的精确度，而且整体运用也比较方便。

②在地形测量中的应用

以往传统的地形测量需要使用较多的设备，而且该项工作需要较多人员参与才能更好的完成，这使得该项工作需要耗费大量的人力和物力。而通过该项技术的运用，相关技术人员不会受到其他因素影响，通过建站的形式做好区域测量，而且数据和信息比较可靠，可以节省大量的使用费用，并且不需要过多的人参与，节省了较多人工费用同时在精确度上较高具有较好的参考价值。

③在点放样上的应用

放样是测量的一个应用分支，在完成该项工作时需要做好参数的转换，在具体开展中由于要求不一且地点不同，在测量开始时，需要做好准备工作，尽可能的将变动状态改为固定状态，在固定解放后可以对其区域进行测量放样。并且相关工作人员可以利用该项技术获取大量的数据信息进行保存，而且保存时间相对比较理想，便于工作人员更好的获取与运用，再次运用时将其数据填写至GPS坐标之中直接可进行操作，以此获取更加高精度的数据信息，实现矿山生产。

(2)测量验收

①GPS测量验收系统构成以及工作原理

GPS露天矿山测量应用具体可以参考下图1，其系统通过多种不同的设备组成，最终通过PC端实现操作。这些设备在具体使用的过程中虽然具有较强的计算能力，但计算出的结果仍存在一定的误差，其工作原理大体相同，都是通过坐标获取相应的数据值，然后通过GPS基站设立，将其数据导入，再结合点位进行分析，最终将数据导入到系统中进行处理与解算。

②GPS测量验收系统内业处理方法

外业是露天矿山中的专业术语，其自身包含内部与外部两者衔接，而且在建设过程中具有较为重要的作用，相关人员通过对应的数据可以实现更好的管理，大体情况可以靠软件实现操作，工作人员通过软件的使用，将其内容完善，以此确保完成度。相比较于外业，内业测量室相关人员在工作过程中将所获取的数据进行运用与处理，通常情况下会利用相应的绘图软件将其自动化生成，然后结合数据进行对比分析，以此确定需要的数量，再进行工程量的运距计算，表2为GPS测量验收与传统测量验收的方法比较，以供参考。

表2 GPS测量验收与传统测量验收的对比

(3)边坡监测

边坡是指在露天矿山开采过程中产生的生产台阶，由于台阶边角自身具有一定特殊性，所以边坡岩体会因角度而形成偏移或者是滑落，在这样的情况下会导致生产运行受到影响，同时还伴有较大的安全隐患。导致这种问题的出现是诸多因素造成，如人体自身的物理性质以及边坡角的大小和时间等都是造成这种现象的主要因素。相关工作人员通过数据的获取进行监测测量可以确保将其进行全面改善，同时还能将其存在的问题进行全面调整，以此实现安全生产。

露天矿山GPS边坡监测系统自身具有一定的特殊性，具体是针对以下几点展开，几乎与GPS验收系统相同，站在精度要求和环境要求上具有较大的区别，在具体的运用过程中两者的精度上存在差异，而且采集形式上也有所不同，验收系统所采用的为动态形式，而边坡监测采取静态形式，在具体运用GPS设备的过程中，相关工作人员需要做好精度的调整，同时确保其自身的独立性和关联性。边坡检测系统通常情况下没有测量验收的独立性强，但是其他功能上具有较强的改善，特别是在信号的采集方面具有较好的优势。最后在工作形式上两者也有一定的区别，前者采取固定的形式在外部运用，若没有人看管的情况下需要做好细节处理工作，因为在使用过程中其自身还会受到天气以及环境因素的影响，所以这是工作人员需要重视的方面，具体需要结合环境安装防护措施，并考虑到周边因素影响，通过有效的方法做好改善，减少安全隐患的出现。

5.结束语

综上所述，GPS技术在露天矿山测量中应用日渐成熟，而且在某种程度上有利于测量工作的进一步开发，特别是针对一些不稳定因素可以帮助工作人员实现预测，有利于避免一些安全隐患出现。在露天矿山测量过程中，应该进一步加强相关技术的应用，并加强其内容的研究，以此加深GPS技术的探索，同时GPS技术为工作人员带来的可靠数据信息有利于矿山生产，从而为矿产行业的发展奠定了良好的基础。