關(guān)于GPS在礦山測量中的工作原理及應(yīng)用探討

曹中軍

【摘 要】礦山的測量工作是礦山進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)的前提基礎(chǔ)。只有清楚的掌握礦山的地質(zhì)勘探測繪情況，才能保證礦山能夠投入正常的生產(chǎn)建設(shè)和以及開發(fā)利用。由于礦產(chǎn)資源具有多樣性，不同礦產(chǎn)有不同的開采方式和條件。礦山的測量方法和標(biāo)準(zhǔn)也會產(chǎn)生變化和發(fā)展。本文將對礦山驗(yàn)收精度的計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，并以GPS技術(shù)為提升礦山測量精度的技術(shù)支撐，證實(shí)了通過計(jì)算改進(jìn)和技術(shù)應(yīng)用提高礦山測量的驗(yàn)收精度的方案的可行性。

【關(guān)鍵詞】礦山測量；驗(yàn)收精度；改進(jìn)方法

1 礦山測量驗(yàn)收精度的改進(jìn)方法

1.1 精準(zhǔn)采集數(shù)據(jù)

通常情況下，露天采礦對測量驗(yàn)收精準(zhǔn)對度要求普遍較低。一般5級J6儀器就能完成測量工作。但部分礦產(chǎn)的采集需要定期實(shí)地測量。而且對于測量驗(yàn)收精準(zhǔn)度要求較高。一般情況下，預(yù)算得出的采空后碎部點(diǎn)的密度數(shù)據(jù)，要跟采礦場的現(xiàn)場情況大致相等。驗(yàn)收測量人員要加強(qiáng)實(shí)際測量工作，以此保證相關(guān)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，確保采礦作業(yè)正常進(jìn)行。

采集數(shù)據(jù)需要做到有準(zhǔn)確的勘測數(shù)據(jù)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)記錄以及科學(xué)化的立尺。一般礦上的碎部點(diǎn)測定需要一定的精準(zhǔn)度，因此跑尺和取點(diǎn)的選擇至關(guān)重要。在進(jìn)行工作時，跑尺人員必須做到對采場地形的完整控制和規(guī)律描繪以及對跑尺數(shù)量的控制。尤其是對測線和儀器等布置，需要依據(jù)礦山實(shí)況和采集作業(yè)的需要進(jìn)行測量。

2 GPS技術(shù)在礦山測量的應(yīng)用及作用

2.1 GPS技術(shù)優(yōu)勢

GPS技術(shù)有高精準(zhǔn)的定位功能，將GPS功能應(yīng)用于礦山測量領(lǐng)域能夠有效縮短測量的時間，而且由于GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS已經(jīng)能夠?yàn)橛脩籼峁?zhǔn)確的三維坐標(biāo)，便于觀測站的定點(diǎn)測試工作。此外，GPS技術(shù)是一項(xiàng)操作較為簡便的技術(shù)，很多新式GPS設(shè)備自動化程度越來越高，更加便于工作人員使用。GPS設(shè)備在使用和運(yùn)行時所受到的天氣影響也十分有限，幾乎不受天氣等其它因素的影響。

2.2 GPS選點(diǎn)測量應(yīng)用

GPS技術(shù)應(yīng)用于礦山測量工作最重要的一點(diǎn)就是要對GPS進(jìn)行選點(diǎn)測量。GPS觀測站不是獨(dú)立。一般情況下，GPS觀測站之間不需要特殊的連接模式，且網(wǎng)點(diǎn)的圖形結(jié)構(gòu)靈活變化的。在實(shí)際測量過程中更加簡便。GPS選點(diǎn)測量對于礦山測量的精準(zhǔn)度會產(chǎn)生重要的影響。完善FPS選點(diǎn)測量有助于提升測量結(jié)果的可靠性。在GPS選點(diǎn)時必須重視已下幾個方面。

（1）GPS選點(diǎn)首先必須使用接收信號能力較強(qiáng)的設(shè)備。位置應(yīng)該保證在較高的開闊地帶。

（2）GPS定點(diǎn)周圍10°可是條件必須滿足設(shè)備要求。GPS定點(diǎn)位置應(yīng)該遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源以及高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，相隔距離應(yīng)該保持100M以上距離，以防止上述設(shè)備的干擾。

（3）GPS地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離大面積的水面或者極特殊地形的影響，防止衛(wèi)星信號出現(xiàn)干擾。此外選點(diǎn)必須位于交通便利的地區(qū)，便于設(shè)備的安裝和使用。選點(diǎn)人員需要嚴(yán)格按照工作要求，和實(shí)際礦山狀況，進(jìn)行科學(xué)合理的選定點(diǎn)位。保證礦山測量驗(yàn)收的精準(zhǔn)性。

2.3 GPS設(shè)備埋設(shè)應(yīng)用

（1）GPS設(shè)備埋設(shè)處應(yīng)該本著方便實(shí)用的要求去選擇。當(dāng)前GPS設(shè)備埋設(shè)一般是利用具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以此精確標(biāo)志點(diǎn)位，這里需要注意的是，選定的標(biāo)石必須有一定穩(wěn)固性，防止山體運(yùn)動或其他自然因素造成的破壞，保障探測設(shè)備持久有效性。

（2）GPS使用

GPS安裝完畢后，就可利用該設(shè)備對進(jìn)行礦山的勘測，可通過對衛(wèi)星信號的跟蹤和處理，獲取出礦山測量的信息數(shù)據(jù)，在測量過程中，GPS設(shè)備必須持久測量，不能間斷測試。保證GPS衛(wèi)星高度角始終保持一致。保證GPS設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而提升礦山測量的精準(zhǔn)度。

（3）GPS觀測數(shù)據(jù)記錄

利用GPS探測礦山需要對勘測數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和記錄，數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性能夠影響礦山測量的最終精準(zhǔn)度。因此GPS觀測數(shù)據(jù)記錄十分重要。當(dāng)前記錄觀測數(shù)據(jù)方式主要有觀測記錄和測量手薄兩種。相關(guān)工作人員要對觀測結(jié)果信息資料進(jìn)行及時的儲存記錄。

實(shí)際上，雖然GPS對于提升礦山測量精準(zhǔn)度有一定的作用，但是該技術(shù)依然存在局限性。在GPS技術(shù)發(fā)展越來越快的形式下，RTK等測量技術(shù)也越發(fā)成熟。與傳統(tǒng)的GPS技術(shù)相比，RTK技術(shù)測量精準(zhǔn)度更高該設(shè)備采用了載波相位動態(tài)實(shí)時差分方法。當(dāng)前該技術(shù)應(yīng)經(jīng)應(yīng)用代課地形測繪、控制測量等多個領(lǐng)域，在未來的礦山測量工作中，應(yīng)用RTK技術(shù)將是未來的發(fā)展趨勢。

2.4 GPS技術(shù)在礦山測量地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）在礦山的測量工作中具有重要的作用，GIS系統(tǒng)能夠?qū)ΦV山的地理分布環(huán)境進(jìn)行展現(xiàn)，對礦山測量、采集、管理等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)展現(xiàn)和應(yīng)用，GPS技術(shù)能夠利用其全天候、時效性的特點(diǎn)促進(jìn)礦山地理信息系統(tǒng)更有效率地實(shí)現(xiàn)礦山測量的四維時空動態(tài)處理，并實(shí)現(xiàn)了相關(guān)數(shù)據(jù)采集分析的時效性，進(jìn)而提升了礦山測量的精準(zhǔn)度。

通過傳統(tǒng)測量方法建立或擴(kuò)建的礦區(qū)，往往會受到地形影響，最終導(dǎo)致無法使用水準(zhǔn)儀傳遞高程或水準(zhǔn)網(wǎng)精度滿足不了礦區(qū)控制網(wǎng)的精度要求。如果加以運(yùn)用GPS技術(shù)，就能夠排除礦山地形的制約和影響，能夠提升礦山的測量精度，達(dá)到測量標(biāo)準(zhǔn)。形成一套實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)，此外實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)的特點(diǎn)之一就是有較高的工作效率。實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，其測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)程度相對應(yīng)傳統(tǒng)的導(dǎo)線數(shù)據(jù)較為精準(zhǔn)，誤差更小。具體可參考表1內(nèi)容。

表1

2.5 GPS技術(shù)在礦山安全中的應(yīng)用

隨著人們對資源的需求不斷增大，礦山資源的開放率越來越高。不管是對礦山的測量工作，還是采集開發(fā)工作，都容易遭受礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響。尤其是依據(jù)傳統(tǒng)測量方法建立礦區(qū)，由于對礦山測量精準(zhǔn)度的缺失，造成了礦山生產(chǎn)安全隱患，不利于采礦作業(yè)的安全。使用動態(tài)GPS快速定位系統(tǒng)能夠及時采集礦山測量數(shù)據(jù)，并提高其精準(zhǔn)度，不僅能夠?qū)ΦV山實(shí)施情況進(jìn)行掌握，提升礦山測量精準(zhǔn)度，打造高度安全的采礦作業(yè)區(qū)，還能夠有效消除礦山的生產(chǎn)安全隱患。

3 結(jié)論

總之，通過分析，礦山的地形、技術(shù)能力人為因素都會影響到礦山測量驗(yàn)收精度。本文通過對測量計(jì)算的分析闡述，對原有計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，運(yùn)用了多種更加有效的計(jì)算方式，目的是為了提高驗(yàn)收精度，保證礦山生產(chǎn)總量和質(zhì)量。此外，通過對GPS技術(shù)的闡述也說明了提升礦山測量精準(zhǔn)度必須依靠先進(jìn)的測量設(shè)備才能完成。礦山測量驗(yàn)收工作是一項(xiàng)比較復(fù)雜嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ蹋粌H需要理論支撐，更需要技術(shù)的保障。在具體的礦山測量驗(yàn)收工作中，還要加強(qiáng)對新技術(shù)、新理念的應(yīng)用。利用先進(jìn)的測量手段和工具，以此提高礦山測量驗(yàn)收工作的效率，提升計(jì)算的精度。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint