GPS技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用探析

宋英赫

（黑龍江省國(guó)土資源勘測(cè)規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150090）

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展中測(cè)繪行業(yè)在技術(shù)上發(fā)生了質(zhì)的變化，越加以更高方向越加快速發(fā)展。對(duì)礦山地質(zhì)測(cè)量而言，主要指的是針對(duì)礦山實(shí)施土工建設(shè)，對(duì)礦井進(jìn)行開(kāi)發(fā)，進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)變形情況進(jìn)行測(cè)量，對(duì)礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，在眾多測(cè)繪技術(shù)當(dāng)中GPS技術(shù)是一項(xiàng)很有效的技術(shù)，以其全天候24小時(shí)作業(yè)，定位準(zhǔn)確、測(cè)繪能力較強(qiáng)、誤差較小，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管理，作業(yè)效率較高，節(jié)約成本等優(yōu)勢(shì)，在礦山地質(zhì)測(cè)量中有著廣泛應(yīng)用。GPS技術(shù)出現(xiàn)后為測(cè)繪行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的技術(shù)革命，尤其是當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)于礦產(chǎn)資料的需求越來(lái)越大，該項(xiàng)技術(shù)被廣泛派上用場(chǎng)。GPS技術(shù)在其中的應(yīng)用擺脫了傳統(tǒng)測(cè)量方法的束縛，突破了限制性，在礦山測(cè)量中具有很多優(yōu)越性，操作越加方便，是一種首選測(cè)量技術(shù)。本文以GPS技術(shù)和礦山地質(zhì)測(cè)量為研究對(duì)象，對(duì)GPS技術(shù)概念與其技術(shù)在礦山測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述，通過(guò)本文論述旨在為廣大礦山地質(zhì)測(cè)量工作人員有效利用GPS技術(shù)，為做好測(cè)量工作提供方便，為礦山工業(yè)的發(fā)展提供指導(dǎo)。

1 相關(guān)概念簡(jiǎn)述

1.1 GPS技術(shù)概述

全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)稱GPS，近些年來(lái)在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都有應(yīng)用。這種技術(shù)有自身特點(diǎn)，能夠進(jìn)行全天候的定位，精度和效益較高，有著較強(qiáng)的自動(dòng)運(yùn)行能力。同時(shí)在測(cè)量工作中GPS技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。隨著社會(huì)日益進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)于物質(zhì)需求也越高，企業(yè)想要在發(fā)展中更加穩(wěn)定，要使生產(chǎn)質(zhì)量得以確保，特別是對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)在規(guī)劃和開(kāi)采礦物當(dāng)中想要保證產(chǎn)業(yè)質(zhì)量要以測(cè)量技術(shù)為保障前提，這種技術(shù)在煤礦產(chǎn)業(yè)當(dāng)中有著很高的地位。這種技術(shù)在企業(yè)測(cè)量中應(yīng)用的同時(shí)對(duì)于測(cè)量人員在自身素質(zhì)上提出的要求更嚴(yán)格，只有團(tuán)隊(duì)水平與技術(shù)更高，素質(zhì)更高，才能發(fā)揮出該技術(shù)的作用，使開(kāi)采質(zhì)量和效率得以保障。

1.2 技術(shù)原理

空間與地面、用戶裝置是GPS技術(shù)系統(tǒng)的三個(gè)重要組成部分，空間這個(gè)部分主要擔(dān)任對(duì)導(dǎo)航定電文進(jìn)行發(fā)送的任務(wù)，地面這種控制部分負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)計(jì)算導(dǎo)航電文，將時(shí)差傳達(dá)給衛(wèi)星，用戶裝置這個(gè)部分負(fù)責(zé)處理相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)時(shí)間、空間位置與速度計(jì)算出來(lái)?？臻g坐標(biāo)和地固坐標(biāo)系統(tǒng)是兩種常用的系統(tǒng)，前一個(gè)系統(tǒng)適用于礦山測(cè)量[1]。

1.3 技術(shù)特點(diǎn)

此測(cè)量技術(shù)有著以下幾個(gè)特點(diǎn)，在操作上更加簡(jiǎn)便，工作人員只需要對(duì)測(cè)量技術(shù)加以掌握，使其設(shè)備操作得以完成。在測(cè)站間不需要通視，使測(cè)量選點(diǎn)更加方便，更加靈活，在使用當(dāng)中使信號(hào)阻隔得到防止，應(yīng)使測(cè)站上空開(kāi)闊一些。測(cè)量效率更高一些，通過(guò)對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠使工作時(shí)間得以減少，測(cè)量效率得以提高。在對(duì)網(wǎng)布進(jìn)行控制設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)單個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)間還不到一小時(shí)[2]。精度高，雙頻接收機(jī)具有5pmm+1ppm的精度，在實(shí)際應(yīng)用中表明了在100千米至500千米的基線上測(cè)量精度很高，在低于50千米的基線上測(cè)量精度更高。

2 在礦山地質(zhì)測(cè)量中影響GPS技術(shù)應(yīng)用的因素

該項(xiàng)技術(shù)在對(duì)礦山進(jìn)行當(dāng)中有很多優(yōu)勢(shì)，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量中也會(huì)受到很多因素影響。主要的影響因素有天空環(huán)境與高程異常、衛(wèi)星狀況以及數(shù)據(jù)鏈傳輸干擾，在天空環(huán)境上的影響主要表現(xiàn)為在中午電離層會(huì)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生影響，共用衛(wèi)星數(shù)量不多，初始化難以正常進(jìn)行，影響到測(cè)量工作，所以要結(jié)合地理位置合理選擇測(cè)量時(shí)間。在密集的森林與高山峽谷，對(duì)衛(wèi)星狀況產(chǎn)生影響，對(duì)于測(cè)量過(guò)程和時(shí)間來(lái)說(shuō)都產(chǎn)生了限制性影響，使得假值得以出現(xiàn)。對(duì)數(shù)據(jù)鏈傳輸這個(gè)問(wèn)題主要表現(xiàn)在干擾與受限，使得半徑比正常作業(yè)小，使得測(cè)量精度受到影響。

3 GPS技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用

礦山測(cè)量工作主要有工作面的野外調(diào)查與生態(tài)環(huán)境的破壞監(jiān)測(cè)，以及礦石堆動(dòng)態(tài)測(cè)量等工作內(nèi)容，在傳統(tǒng)上的測(cè)量方法為通過(guò)對(duì)皮尺量的利用加以標(biāo)注，精度要低，在工作量上有些繁瑣，相關(guān)手持機(jī)能夠?qū)@項(xiàng)工作靈活處理，實(shí)時(shí)對(duì)坐標(biāo)信息加以提供。生態(tài)環(huán)境的破壞進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以開(kāi)采沉陷為例，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控沉陷動(dòng)態(tài)變化情況，在傳統(tǒng)上的測(cè)量方法為通過(guò)對(duì)全站儀的利用展開(kāi)測(cè)量，受到地形與監(jiān)控點(diǎn)，以及控制點(diǎn)位置等因素影響，在測(cè)量結(jié)果上實(shí)時(shí)性較為缺乏，通過(guò)對(duì)GPS這種技術(shù)的應(yīng)用，使精度得以滿足，監(jiān)測(cè)更為快速，觀測(cè)強(qiáng)度得以降低。

4 在測(cè)量中常會(huì)面對(duì)的問(wèn)題

GPS這種技術(shù)自身具有獨(dú)特性的特點(diǎn)，在測(cè)量當(dāng)中應(yīng)用廣泛，在真正應(yīng)用當(dāng)中還是存在問(wèn)題：對(duì)控制點(diǎn)位置的選擇，這種技術(shù)以衛(wèi)星信號(hào)測(cè)量方法為主，以接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)得以滿足，原有控制點(diǎn)的位置加以接收，構(gòu)建筑物與其它地物遮擋，在選擇控制點(diǎn)上加以選擇，使電磁干擾物與信號(hào)遮擋物得以避開(kāi)，對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)接收角度與時(shí)間加以調(diào)整。在進(jìn)行礦山測(cè)量時(shí)對(duì)區(qū)域與等級(jí)控制點(diǎn)加以利用，如對(duì)WGS-84系統(tǒng)加以采用，在礦山建設(shè)當(dāng)中80坐標(biāo)系統(tǒng)在參考上存在差異，因此在利用GPS技術(shù)時(shí)對(duì)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)加以考慮，對(duì)獲取的參數(shù)加以考慮，對(duì)坐標(biāo)系加以統(tǒng)一。

關(guān)于數(shù)據(jù)處理這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)GPS技術(shù)對(duì)點(diǎn)位信息加以獲取，為使得精度需求更高，根據(jù)定位結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這在誤差參數(shù)選擇與處理模型構(gòu)建，對(duì)時(shí)段控制數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，對(duì)結(jié)果精度評(píng)定加以處理，這是當(dāng)前GPS技術(shù)重點(diǎn)研究的方向。

但是受到地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)采礦企業(yè)來(lái)說(shuō)有一些企業(yè)在礦山測(cè)量當(dāng)中還在對(duì)傳統(tǒng)方法加以沿用，測(cè)量效率有些低，使生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率受到嚴(yán)重制約。采集的數(shù)據(jù)結(jié)果沒(méi)有和實(shí)際情況匹配，在測(cè)量工作中以數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，測(cè)量環(huán)節(jié)過(guò)多的話會(huì)和實(shí)際情況不匹配，因?yàn)闇y(cè)量環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，使得各環(huán)節(jié)得不到有效銜接。采礦企業(yè)沒(méi)有對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量信息系統(tǒng)加以建立，在采礦企業(yè)當(dāng)中測(cè)量部門(mén)的溝通交流較為缺乏，造成各測(cè)量工序彼此獨(dú)立，信息分享交流也不夠高效。多數(shù)測(cè)量工作采取傳統(tǒng)靜態(tài)測(cè)量的方式，外界環(huán)境反應(yīng)機(jī)制越加科學(xué)高效，實(shí)用價(jià)值很難得以發(fā)揮。

5 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合以上論述可知，本文從四個(gè)方面對(duì)GPS技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用展開(kāi)論述。對(duì)GPS技術(shù)在其中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)要知道什么是GPS技術(shù)，了解礦山測(cè)量現(xiàn)狀，存在哪些問(wèn)題，了解GPS技術(shù)在測(cè)量當(dāng)中的具體應(yīng)用現(xiàn)狀，認(rèn)識(shí)到其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，根據(jù)地區(qū)實(shí)際、地形等因素對(duì)此技術(shù)有效應(yīng)用。