淺析GPS技術在煤礦測量中的應用

劉磊

摘 要：伴隨科技的迅速發(fā)展，衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)（GPS技術）不斷推陳出新。GPS技術憑借自身精度高、實時迅速、無需通視等特征，在諸多領域得到廣泛推廣，在煤礦測量中也不例外。煤礦測量工作貫穿于煤礦開采生產全面環(huán)節(jié)，煤礦生產開采可安全有序運行與否受煤礦測量精確度高低很大程度影響，過去傳統(tǒng)技術已然無法滿足現代煤礦事業(yè)發(fā)展需求，因此迫切需要對煤礦測量技術開展創(chuàng)新。文章通過介紹GPS技術概述，對GPS技術在煤礦測量中的應用、GPS技術在煤礦測量中的發(fā)展前景展開探討，旨在為如何促進煤礦事業(yè)有序健康發(fā)展研究適用提供一些思路。

關鍵詞：GPS技術 煤礦測量 應用 發(fā)展

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（b）-0010-02

即便近年來，傳統(tǒng)煤炭能源不斷被新興能源所代替，然而不可否認，煤炭在工業(yè)、發(fā)電等領域依舊發(fā)揮著難以替代的作用。現如今社會發(fā)展對煤炭需求量日益攀升，使得新型煤礦不斷建立。就煤礦而言，測量工作是十分重要的一環(huán)，即煤礦生產開采可安全有序運行與否受煤礦測量精確度高低很大程度影響，同樣決定了全面煤炭行業(yè)是否能夠有序健康發(fā)展。GPS 技術就工程測量而言可發(fā)揮極為重要的作用，它一方面可將人工自復雜的測量工作中解脫出來，還一方面可檢測出大部分人力難以測量到的區(qū)域，是現代煤礦測量中被廣泛應用的一項新興技術[1]。

1 GPS技術概述

GPS即全球地位系統(tǒng)，Global Positioning System的簡稱。GPS技術發(fā)展起源于二戰(zhàn)結束后的美國，在20世紀50年代末至20世紀60年代初，GPS逐步研發(fā)并投入應用，那時候主要被應用于軍用領域。發(fā)展至70年代，美國陸?？杖娧邪l(fā)出新型衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS，以為全面軍事領域提供實時動態(tài)、全球性的導航服務，此外還應用于核爆監(jiān)測、信息搜集、應急通訊等相關軍事領域，歷經數十年的發(fā)展，至1994年，世界范圍覆蓋率實現98.0%20余顆GPS衛(wèi)星星座全面布設完成[2]。

作為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，GPS是指借助GPS定位衛(wèi)星在世界范圍開展定時動態(tài)定位、導航的系統(tǒng)。GPS導航系統(tǒng)的運行原理是經由測量已知位置衛(wèi)星至用戶接收機相隔的距離，再對多顆衛(wèi)星數據開展綜合，便能夠獲悉接收機的具體位置。GPS測量能夠為地質監(jiān)測管理提供科學有利的數據，不變即便GPS技術具備可觀的優(yōu)越性，但在地質測繪實踐中仍然存在一系列問題。之所以GPS系統(tǒng)可實現科學定位，是憑借對衛(wèi)星到接收器相互間隔進行準確計算，而在地質測繪中，信號要面對地質層，要知道地質層并非真空狀態(tài)，如此意味著信號會遭受影響，進一步加大了獲取精確定位的難度。

2 GPS技術在煤礦測量中的應用

煤礦測量工作貫穿于煤礦開采生產全面環(huán)節(jié)，煤礦生產開采可安全有序運行與否受煤礦測量精確度高低很大程度影響，過去傳統(tǒng)技術已然無法滿足現代煤礦事業(yè)發(fā)展需求，因此迫切需要對煤礦測量技術開展創(chuàng)新。全面煤礦行業(yè)在時代發(fā)展新形勢下，要與時俱進，大力進行改革創(chuàng)新，運用先進的科學技術、知識理論不斷優(yōu)化煤礦測量。如何進一步促進煤礦事業(yè)有序健康發(fā)展可以從以下相關內容著手。

2.1 GPS技術在布設煤礦近井控制網中的應用

煤礦井筒在煤礦運輸渠道中不可或缺，相對于其他巷道貫通工程，煤礦井筒被提出了極為嚴苛的精確度要求。要想為新建礦區(qū)主副斜井提供精確貫通的保障，應當應用GPS系統(tǒng)于新建礦區(qū)地表位置構筑地面近井控制網。同時，應當切實依據GPS系統(tǒng)對應操作準則對煤礦井筒開展測量，結合所得數據信息制定網絡結構、井筒位置建網計劃，再按照建網計劃開展煤礦近井控制網布設工作[3]。

2.2 GPS控制網設計在煤礦測量區(qū)中的應用

GPS控制網應當主要以邊連接，輔助以點連接，如此一來一方面可盡可能縮減工作量，一方面可實現高效的目的。GPS控制網設計通常選取3個約束點的近似長方形煤礦區(qū)，即一處約束點處在煤礦區(qū)中心，兩處約束點處在帶狀煤礦區(qū)兩端。如此設計的GPS控制網一方面能夠促進較為準確獲取煤礦測量區(qū)坐標換算參數，一方面能夠促進后續(xù)煤礦區(qū)控制網的連接、建設。

2.3 GPS技術在選取測量地點并開展埋石中的應用

選取GPS控制點應當切實依據全球GPS系統(tǒng)測量規(guī)范來開展執(zhí)行。第一步，選取GPS控制點應當具備便于接受設備安裝、操作特征。第二步，GPS控制點應當盡可能選取在寬敞的位置，方便GPS系統(tǒng)運行，這一控制點通常選取于被測衛(wèi)星高度角超過15°的位置。第三部，應當確保煤礦測點與無線電發(fā)射源相互間隔超過400 m。最后，選取GPS控制點期間應當防止大范圍的水域或者其他對衛(wèi)星信號接收構成影響的物體。

應用GPS系統(tǒng)選取測量地點后，應開展埋石工作。于采礦勘探規(guī)劃設計期間，三角點標石通常經由混凝土摻入石料灌制得到，埋石工作即為標石灌注。第一步應選取便于埋石的混凝土材料，第二步依據地面測點對應標準，選取合格的模具于地面測量點位置開展?jié)仓?；同時，澆筑期間應當選取專門的鋼釘對其開展加固處理[4]。最后一步，于混凝土筑成的水泥板頂板獲取原點，并用以標石標記，埋石工作結束。

2.4 GPS技術在數據觀測、采集中的應用

應切實依據數據接收機對應操作標準開展數據觀測工作，待接收機記錄結束后，觀測員需對接收衛(wèi)星數量、定位結果數據進行全面核對，并第一時間登記完備一系列測量項目數據。數據采集，即為經由GPS系統(tǒng)中的傳感設備及其他待測設備，對非電量或者電量信號進行自動采集，并傳輸至上位機中開展研究分析。數據采集系統(tǒng)是以電子計算機或者其他特定測試平臺測量軟硬產品為基礎，來達成用戶自定義、自由的測量系統(tǒng)。應用GPS系統(tǒng)開展數據采集過程中，數據采集部署在被監(jiān)控設備位置，經由傳感器對設備的電壓或電流信號開展采樣，并傳輸至A/D轉換器轉化為數字信號，再把信號送至FIFO中。當FIFO中存放數據到相應數目時，通過ARM7至FIFO中轉化出，再經由ARM7以太網結構傳輸至上位機，通過上位機開展研究、分析，獲取最終采集數據[5]。

3 結語

總之，伴隨科技的迅速發(fā)展，GPS技術不斷推陳出新。GPS技術憑借自身精度高、實時迅速、無需通視等特征，在諸多領域得到廣泛推廣，且在煤礦領域已實現廣泛推廣應用。

在煤礦生產開采期間，煤礦測量是必不可少的一項工作，因此一定要應用到煤礦測量技術，無論是煤礦規(guī)模有多大，測量技術均為開采測量工作的重要前提，憑借GPS技術的應用，對我國煤礦產業(yè)的發(fā)展起到有效的促進作用。即便GPS技術已收獲一定成效，然而受信號接收影響，依舊存在應用不完善等問題，相關人員務必要清楚認識GPS技術內涵，強化GPS技術在煤礦測量中的應用，不斷鉆研研究、總結經驗，積極促進煤礦事業(yè)有序健康發(fā)展。

參考文獻

[1] 吳德領，廉孟超.GPS技術在礦山控制測量中的應用研究[J].價值工程，2012，31（21）：87-88.

[2] 李凱明，粟禮均.淺析GPS—RTK技術在礦山測量中的應用[J].中國科技投資，2014（A5）：151.

[3] 李妍，張云慧.GPS 技術在煤礦勘探平面控制測量中的應用[J].黑龍江科技信息，2013（15）：156.

[4] 李川川，郭小輝，李永剛，等.探析煤礦測量中GPS技術的應用[J].科技傳播，2014（13）：202-203.

[5] 韋昭傳，常興仁，李昌鵬.淺析煤礦測量中GPS技術的應用[J].低碳世界，2015，12（7）：108-109.