礦山地面控制測量中GPS結(jié)合全站儀的應(yīng)用研究

鄧 勛

（湖南安化渣滓溪礦業(yè)有限公司 湖南 安化 413507）

1 引言

在礦業(yè)開發(fā)的過程中，最基礎(chǔ)的也是最為重要的工作就是礦山測量，礦山大多數(shù)位于地形較為復(fù)雜的崇山峻嶺的地區(qū)，在進(jìn)行礦山生產(chǎn)以及建設(shè)的地面控制的測量過程中，傳統(tǒng)的測量模式是采用三角測量網(wǎng)，在近些年來電磁波測距儀進(jìn)一步發(fā)展的過程中，全站儀已經(jīng)被普及，被廣泛應(yīng)用，所以在進(jìn)行長距離貫通巷道以及地形較為復(fù)雜的，實(shí)際的進(jìn)行測量的時候，只有采用新的觀測的措施，使得能夠?qū)⒕珳?zhǔn)程度接近最大化。只有結(jié)合GPS全站儀測量儀方法，才能夠產(chǎn)生更好的效果。

2 GPS測量的應(yīng)用以及具體的特點(diǎn)

2.1 GPS測量具體的應(yīng)用

目前在礦山地面中，廣泛的應(yīng)用GPS定位技術(shù)的測量。在地級測量、工程變形監(jiān)測、GPS的定位技術(shù)、地區(qū)和大地的控制以及海洋工程測量中GPS測量也已經(jīng)廣泛應(yīng)用。新型的GPS測量逐步取代原有的導(dǎo)線以及三角測量。目前來看，我們國家采用一九八零年國家的大地坐標(biāo)系以及一九八五年國家的高程基準(zhǔn)，并且在WGS-84的坐標(biāo)系上采用GPS定位，并且兩者之間的高程系統(tǒng)以及坐標(biāo)系還存在著一些差異。在實(shí)際進(jìn)行GPS技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要進(jìn)行解算平差來實(shí)際的進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測，一般來說其平面的精度可以滿足在控制測量之中的需要，高程的精度卻還達(dá)不到理想的狀態(tài)。這種情況下，可以在進(jìn)行高程控制測量的時候采用全站儀水準(zhǔn)法，將原有難題進(jìn)行解決。

2.2 GPS測評的特點(diǎn)

相較于原有的測量的技術(shù)，新型GPS技術(shù)并不需要兩個或者多個觀測站能夠相互觀測，所以可以減少覘標(biāo)的建造，使得時間和建造成本都減少消耗。新型的GPS技術(shù)的精確度相較于傳統(tǒng)形式更高，一般來看一百千米至五百千米的基線上，基本能達(dá)到10-6至10-7。新型的GPS技術(shù)相較于傳統(tǒng)測量技術(shù)，有效地將觀測的時間進(jìn)一步縮短。傳統(tǒng)的靜態(tài)定位的放大僅僅能夠完成同一條基線上的觀測，并且精準(zhǔn)度的不同使得觀測的時間也不一樣，一般來看在一個小時至三個小時之內(nèi)。RTK技術(shù)的使用，使得定位的速度進(jìn)一步加快。GPS技術(shù)的應(yīng)用可以提供三維坐標(biāo)。同時GPS技術(shù)可以同時進(jìn)行觀測站大地高程的精準(zhǔn)測評，以及測定精準(zhǔn)的平面的位置。相較于原有的測評技術(shù)，新型GPS技術(shù)的操作進(jìn)一步被簡化，并且其測量的程度更加自動化。并且GPS技術(shù)可以進(jìn)行全天的作業(yè)。其有著全天候、全能性以及全球性的特點(diǎn)。

3 在礦山地面的測量中GPS全站儀的應(yīng)用

3.1 全站儀的測量原理

在利用全站儀水準(zhǔn)法進(jìn)行礦山地面的測量中，需要在設(shè)定A、B兩點(diǎn)，并將測評儀器站1到AB兩個點(diǎn)之間的斜面距離SA、SB以及垂直角α1，α2，并且需要將目標(biāo)A和B的覘標(biāo)高度V1以及V2，可以將測量全站儀儀器的高度這一步省略掉。

3.2 實(shí)際的測量流程

在進(jìn)行實(shí)際的測量過程中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對于地面的控制測量，需要建立五個GPS礦區(qū)的控制點(diǎn)，再對于礦井實(shí)施聯(lián)系式測量的方法，通過一井幾何式定向的測量方法進(jìn)行礦井的聯(lián)系測量，同時需要在與高程對應(yīng)的GPS控制點(diǎn)，進(jìn)行井下的導(dǎo)入工作，并且需要采用幾何的方法測量定位，進(jìn)行校核的操作，使得回風(fēng)立井到回風(fēng)斜巷道之間的貫通測量的工作得以實(shí)現(xiàn)。

對于地面的控制測量，必須要利用GPS技術(shù)，對于礦區(qū)控制的點(diǎn)對回風(fēng)立井和主副井之間，進(jìn)行操作地面的導(dǎo)線聯(lián)測，并且在最后的時候，能夠在GPS控制的點(diǎn)上進(jìn)行校核。在進(jìn)行礦井的來聯(lián)系測量的時候，通常是采用幾何定向與陀螺定向兩者紅不同的測量方式。

4 在礦山中GPS測量和處理數(shù)據(jù)

4.1 外業(yè)觀測的精心測量

一般來說，在礦山中進(jìn)行地面控制測量的時候，接收機(jī)通常會選用四五臺南方的9600北極星GPS。機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)稱精度是平面少于或者多于5mm+10-6以內(nèi)。高程是多于或者少于10mm+10-6以內(nèi)，通常采用靜態(tài)測量的模式來作業(yè)，實(shí)際進(jìn)行觀測的時間要不少于四十五分鐘，實(shí)際衛(wèi)星的截止為十五度，每間隔十五秒進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采樣不少于去殼有效地衛(wèi)星顆數(shù)，觀測的時段不少于1.6段。

4.2 處理GPS數(shù)據(jù)的嚴(yán)密性

在進(jìn)行出路GPS數(shù)據(jù)的時候，要確保其處理的嚴(yán)密性。通過雙差固定解的形式進(jìn)行每一條基線的處理。要通過完全滿足《GPS測量范圍規(guī)范》的要求來進(jìn)行異步環(huán)閉合差、同步環(huán)閉合差以及復(fù)測基線較差。并且在其中，基線的分量改正數(shù)據(jù)中最大值要完全的滿足《GPS測量范圍規(guī)范》的要求。在進(jìn)行測量中，觀測量采用無約束平差的方式，一般進(jìn)行二維約束平差的時候，選用1954北京坐標(biāo)系。

4.3 高程測量GPS網(wǎng)

在進(jìn)行高程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。相對來說，地面的只有較少的控制的點(diǎn)數(shù)，所以高程的GPS點(diǎn)最初時候，是在原來的三個一級導(dǎo)線點(diǎn)的舉出上，再通過GPS的隨機(jī)的軟件進(jìn)行擬合，從而得到的，但是經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)擬合的高程精度還不是很高。為了使得巷道貫通的質(zhì)量有效地被保障，在進(jìn)行高程測量的時候，就需要通過PENTAX-322NX的全站儀水準(zhǔn)法。在選擇高程起算點(diǎn)的時候，選擇已有的確定點(diǎn)，并且布設(shè)一條長度確定的全站儀高程閉合的路線，并且需要聯(lián)測所有的GPS網(wǎng)之中的“點(diǎn)”。根據(jù)國家在測量的精準(zhǔn)度方面的四等水準(zhǔn)要求，必須要利用垂直角中絲法來每部分往返三次的進(jìn)行測回。經(jīng)過實(shí)際的計(jì)算，看結(jié)果是否滿足《GPS測量范圍規(guī)范》的要求。最后通過全站儀高程進(jìn)行測量。

5 結(jié)語

綜上，通過對于GPS全站儀的測評進(jìn)行研究，結(jié)果表明相較于其他測量的方式，在進(jìn)行礦山的測量工作中，通過對礦山地面控制的測量的結(jié)果表明，更加適合測量的方法就是GPS結(jié)合全站儀。GPS技術(shù)與全站儀的有機(jī)結(jié)合，使得其原有的單獨(dú)進(jìn)行測量的誤差進(jìn)一步降低，并且將其原有的優(yōu)勢進(jìn)行放大，劣勢逐一互補(bǔ)，同時為進(jìn)行礦山測量的安全性、可行性以及精準(zhǔn)度都提供了更好的保障。換言之，在目前以至于將來的礦山測量的進(jìn)行中，GPS結(jié)合全站儀會使最為有效地測量方法，并且會被廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)的進(jìn)步，各種現(xiàn)代化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在實(shí)際測量礦山的工作中，會融入不同的新的技術(shù)，只有繼續(xù)不斷地對新的技術(shù)進(jìn)行探索與研究，并保留原有技術(shù)的優(yōu)勢，將創(chuàng)新與傳統(tǒng)相結(jié)合，才能使得我們國家的礦山行業(yè)基礎(chǔ)更勞固，前景更加美好。

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