淺談GPS控制在礦山中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

臧澤

摘要：在進(jìn)行礦業(yè)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中最基礎(chǔ)的技術(shù)工作就是礦山測(cè)量，由于礦山多出現(xiàn)在地形比較復(fù)雜的崇山峻嶺中，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)測(cè)量的工作量和難度都比較大，若采用傳統(tǒng)的三角測(cè)量網(wǎng)法，不僅是測(cè)量工作效率低，更重要的是測(cè)量精度不能得到保證。所以在工作中采用GPS控制對(duì)于礦山的測(cè)量勢(shì)在必行，本文主要通過(guò)介紹GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)、在礦山測(cè)量中的應(yīng)用等方面淺談下GPS控制在礦山中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：GPS控制礦山測(cè)量應(yīng)用研究現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0025-01

近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展和國(guó)家對(duì)礦山勘探測(cè)量等方面的不斷投入，我國(guó)礦山行業(yè)逐步成為國(guó)家的一大產(chǎn)業(yè)，尤其是在勘探，測(cè)量和信息化建設(shè)都取得了較大的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在很大差距，對(duì)于礦山的規(guī)劃和設(shè)計(jì)仍存在不科學(xué)性，對(duì)于管理和安全方面也都存在隱患。全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System-GPS）GPS是現(xiàn)階段隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而建立起來(lái)的新一代緊密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。由于GPS系統(tǒng)具有精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在地形嚴(yán)峻的礦山測(cè)量中。本文主要結(jié)合GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)及在礦山測(cè)量中的應(yīng)用等方面淺談下GPS控制在礦山中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。

1GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)

現(xiàn)階段GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，與GPS系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也隨之而來(lái)，這種情況的發(fā)生主要得益于GPS本身的特點(diǎn)，概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面。

（1）定位精度高：通過(guò)很多應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對(duì)定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10-6，100～500km可達(dá)10-7，1000km以上可達(dá)10-9，在300～1500m工程精密定位中，1h以上觀測(cè)的解算，其平面位置誤差小于1mm。（2）觀測(cè)時(shí)間短：由于GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件不斷更新，目前20km以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15～20min，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)僅需幾秒鐘。（3）測(cè)站間無(wú)須通視。（4）可提供三維坐標(biāo)：GPS可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。（5）操作簡(jiǎn)便：隨著GPS機(jī)不斷改進(jìn)，新設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)器的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，機(jī)器的體積及重量也在不斷改善，更便于工作人員使用。（6）不受天氣等其它因素的影響可以隨時(shí)進(jìn)行工作，這樣就提高了工作效率。

2GPS在礦山測(cè)量的實(shí)施

在掌握了GPS特點(diǎn)和原理的同時(shí)，更重要的是把GPS控制技術(shù)運(yùn)用到礦山測(cè)量的工作中，其中GPS對(duì)礦山測(cè)量實(shí)施包括GPS點(diǎn)的選埋、觀測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。

2.1 選點(diǎn)

GPS測(cè)量不是僅有一個(gè)觀測(cè)站，而是有很多，但觀測(cè)站之間沒(méi)有要求相互通視，且網(wǎng)點(diǎn)的圖形結(jié)構(gòu)也不是一成不變的，比較靈活，故與常規(guī)控制測(cè)量的選點(diǎn)相比較為簡(jiǎn)便。但點(diǎn)位的選擇對(duì)于保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和保證測(cè)量結(jié)果的可靠性有著重要的意義，所以在點(diǎn)位選擇的過(guò)程中應(yīng)持有嚴(yán)謹(jǐn)，謹(jǐn)慎的態(tài)度，在選點(diǎn)工作中應(yīng)遵守以下原則：（1）選擇的點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收設(shè)備，視野開(kāi)闊的較高點(diǎn)上。（2）點(diǎn)位目標(biāo)要顯著，視場(chǎng)周圍15°以上不應(yīng)有障礙物。（3）點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源（如電視臺(tái)、微波站等），遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無(wú)線電信號(hào)傳送通道，其距離不得小于50m，目的是避免信號(hào)間的干擾，影響測(cè)量結(jié)果。（4）點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響。（5）點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便，便于安裝其它相關(guān)聯(lián)的測(cè)量及觀察設(shè)備。（6）對(duì)于地面的基礎(chǔ)要求穩(wěn)定，易于點(diǎn)的保存。（7）選點(diǎn)人員應(yīng)按照工作準(zhǔn)則及工程的需要在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。當(dāng)利用舊點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對(duì)舊點(diǎn)的穩(wěn)定性，完好性，進(jìn)行檢查和測(cè)量，符合要求方可利用。（8）網(wǎng)行應(yīng)有利于同步觀測(cè)邊、點(diǎn)聯(lián)結(jié)。

2.2 標(biāo)志埋設(shè)

對(duì)于選好的點(diǎn)位要進(jìn)行標(biāo)志，以便于在工作中容易識(shí)別，一般是采用埋用具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，用來(lái)精確標(biāo)志點(diǎn)位，對(duì)選定的標(biāo)石要求堅(jiān)固，不易毀壞，更重要的是要能長(zhǎng)久保存和利用。

2.3 開(kāi)機(jī)觀測(cè)

當(dāng)前期工作處理完畢時(shí)，下步該進(jìn)行的就是觀測(cè)，觀測(cè)的主要目的是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤、處理和量測(cè)，以獲得所需要的定位信息和觀測(cè)數(shù)據(jù)。一個(gè)時(shí)段觀測(cè)過(guò)程中，不允許對(duì)機(jī)器進(jìn)行以下操作：關(guān)閉又重新啟動(dòng)；進(jìn)行自測(cè)試；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵，這些都能影響機(jī)器的測(cè)量結(jié)果。

2.4 觀測(cè)記錄

當(dāng)有觀測(cè)結(jié)果出來(lái)時(shí)，最重要的就是對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄。記錄形式有以下兩種：觀測(cè)記錄和測(cè)量手薄。觀測(cè)記錄由GPS接收機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，均記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上。對(duì)于觀測(cè)結(jié)果的所用信息資料都要進(jìn)行嚴(yán)格的記錄，測(cè)量信息要及時(shí)填寫(xiě)，不能出現(xiàn)漏填或錯(cuò)填的情況，對(duì)于測(cè)量信息堅(jiān)決杜絕事后補(bǔ)記和追記。

3GPS礦山測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)

隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，RTK測(cè)量技術(shù)也日益成熟，是一種新的常用的GPS測(cè)量方法，它與GPS技術(shù)相比較精確性更高。它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它被廣泛應(yīng)用于工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制測(cè)量等工程中，提高了工作效率。它是GPS的衍生，在今后的發(fā)展中有著光明的前景。

在國(guó)家的大力發(fā)展和調(diào)控下，我國(guó)的礦山的開(kāi)采和勘探測(cè)量雖取得了一定的成果，但在具體的技術(shù)操作中還存在很多問(wèn)題，如測(cè)量控制技術(shù)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是存在一定的差距，所以我們工作人員在進(jìn)行礦山勘探中要不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí)，在接收新的知識(shí)技術(shù)的同時(shí)，要注意多對(duì)技術(shù)改進(jìn)方面進(jìn)行總結(jié)，把工作中遇到的問(wèn)題和技術(shù)的不足多向有關(guān)部門(mén)反映，以在實(shí)踐的基礎(chǔ)上找出更適合開(kāi)采測(cè)量我國(guó)礦山的技術(shù)，為我國(guó)礦山的勘探測(cè)量技術(shù)貢獻(xiàn)自己的力量，從而提高我國(guó)礦山在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力。

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