GPS技術(shù)在礦山測(cè)量工程中的應(yīng)用探究

劉江斌

（國(guó)家能源寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司羊場(chǎng)灣煤礦，銀川751400）

1 引言

GPS技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使得全球用戶都能夠得到高精準(zhǔn)度的時(shí)間、速度以及三維坐標(biāo)等信息內(nèi)容，為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)了重大力量，而在對(duì)地形地貌測(cè)繪工作當(dāng)中，GPS技術(shù)也得到了廣泛利用，尤其是在礦山測(cè)量當(dāng)中，此技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。而在礦山工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也充分利用GPS技術(shù)，能夠有效突破空間、地域等因素的限制，實(shí)現(xiàn)測(cè)量目標(biāo)，而且還能夠?qū)ΦV山施工建設(shè)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督控制，進(jìn)而使得礦山工程測(cè)量結(jié)果更加具有準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提高工程測(cè)量的效率以及質(zhì)量，為推動(dòng)我國(guó)礦山測(cè)量工程的穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

2 礦山測(cè)量工程領(lǐng)域當(dāng)中GPS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

我國(guó)傳統(tǒng)礦山測(cè)量工作開展的過(guò)程中，都需要在規(guī)定的范圍內(nèi)開展測(cè)量工作，同時(shí)提前明確測(cè)量點(diǎn)，然后在適當(dāng)?shù)臏y(cè)量點(diǎn)安裝經(jīng)緯儀等相關(guān)測(cè)量設(shè)備。隨著時(shí)間的推移，雖然測(cè)量領(lǐng)域不斷引進(jìn)了其他先進(jìn)的技術(shù)，但是這些技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，都相對(duì)復(fù)雜，操作流程煩瑣，在實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中，工作效率并不是很高。

當(dāng)前，我國(guó)所使用的GPS技術(shù)已經(jīng)充分解決了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)當(dāng)中存在的局限性，在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中，一個(gè)測(cè)量點(diǎn)只需要建立一個(gè)相應(yīng)監(jiān)測(cè)站，而且測(cè)量范圍能夠覆蓋10km，而且具有良好的測(cè)量效果，最終的數(shù)據(jù)效果已經(jīng)精準(zhǔn)到厘米，誤差相對(duì)較小，而且最終得出的測(cè)量數(shù)據(jù)更加具有可靠性以及安全性。與此同時(shí)，GPS技術(shù)測(cè)量方法的應(yīng)用，具有多種優(yōu)勢(shì)，如操作便利，節(jié)省物力以及人力，能夠在很大程度上提高測(cè)量效率以及測(cè)量質(zhì)量。在測(cè)量工作結(jié)束之后，就可以結(jié)合準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，規(guī)劃出詳細(xì)的測(cè)量區(qū)域。

以往在開展礦山測(cè)量工作的過(guò)程中，使用傳統(tǒng)鉆孔等技術(shù)，需要提前明確定點(diǎn)位置，然后還需要借助相應(yīng)的設(shè)備，并且在實(shí)際地圖中將其進(jìn)行標(biāo)注，為了能夠?qū)崿F(xiàn)最終的測(cè)量結(jié)果更加具有可靠性，就需要不斷對(duì)目標(biāo)進(jìn)行移動(dòng)[1]。

此項(xiàng)工作內(nèi)容的開展，往往需要2～3 個(gè)人的配合，但是在傳統(tǒng)放樣工作實(shí)際開展的過(guò)程中，仍然會(huì)受到多方面因素的影響，如果需要測(cè)量的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，那么還需要設(shè)立多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，進(jìn)而一定程度上增加了測(cè)量誤差，不利于最終測(cè)量結(jié)果的可靠性，因此，就需要相關(guān)測(cè)量工作人員不斷進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)通視目標(biāo)。

同傳統(tǒng)放樣工作進(jìn)行對(duì)比，GPS技術(shù)的應(yīng)用雖然操作流程較為復(fù)雜，而且測(cè)量工程量相對(duì)較大，但是在實(shí)際開展測(cè)量工作時(shí)，僅僅需要一個(gè)工作人員輸入原定坐標(biāo)位置，操作較為便利，而且很大程度上提高了工作效率，但是卻不能夠準(zhǔn)確測(cè)量角度以及方向等內(nèi)容。基于此，在開展測(cè)量過(guò)程中，就需要充分應(yīng)用GPS技術(shù)，發(fā)揮其積極優(yōu)勢(shì)，不斷調(diào)整優(yōu)化其中具有的缺點(diǎn)問(wèn)題。

3 GPS技術(shù)在礦山測(cè)量工程中的應(yīng)用

3.1 礦山控制測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用

礦山在測(cè)量的過(guò)程中，控制測(cè)量是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的礦山控制測(cè)量技術(shù)，主要就是提前布置若干個(gè)控制點(diǎn)，然后通過(guò)多個(gè)控制點(diǎn)建立相應(yīng)的控制網(wǎng)，進(jìn)而有效降低測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差情況，為后續(xù)其他工作的開展提供有利條件，進(jìn)一步提高測(cè)量效率。但是傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在布置控制點(diǎn)的過(guò)程中，極容易受到多種因素的影響，如施工環(huán)境、天氣因素等，一定程度上就會(huì)加大測(cè)量工作過(guò)程中的任務(wù)量，降低測(cè)量精準(zhǔn)度，導(dǎo)致最后測(cè)量結(jié)果具有較大的誤差。

在此過(guò)程中，一般來(lái)講采用都屬于靜態(tài)差分定位技術(shù)，通過(guò)GPS接收機(jī)的應(yīng)用，對(duì)需要測(cè)量區(qū)域內(nèi)的多個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，同時(shí)對(duì)于其中存在的測(cè)量精度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整優(yōu)化。GPS技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，與此同時(shí)，在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，不用對(duì)其他因素進(jìn)行考慮，如天氣環(huán)境等，測(cè)量工作的開展更加具有便利性以及靈活性，為提高測(cè)量效率以及測(cè)量質(zhì)量都奠定了良好基礎(chǔ)。

3.2 地形測(cè)量與實(shí)際施工的應(yīng)用

如果需要測(cè)量的礦區(qū)面積相對(duì)較大，而且其地形較為復(fù)雜，在實(shí)際開展建設(shè)的過(guò)程中，就需要提前明確礦區(qū)地形，并且對(duì)地貌進(jìn)行充分的了解，然后對(duì)礦區(qū)地形進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析。在此過(guò)程中，傳統(tǒng)測(cè)量方法主要就是利用航空攝影技術(shù)的應(yīng)用，拍攝礦區(qū)照片，然后再對(duì)其進(jìn)行合理的解讀，后續(xù)再使用相應(yīng)測(cè)量?jī)x器對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，此種方法的應(yīng)用會(huì)在很大程度上受到環(huán)境因素的影響，而且測(cè)量任務(wù)相對(duì)艱巨，需要多次重復(fù)地進(jìn)行測(cè)量，不利于測(cè)量效率的提高。

在礦山地形測(cè)量以及施工的過(guò)程中，使用GPS技術(shù)主要就是通過(guò)實(shí)時(shí)差分技術(shù)手段的利用，構(gòu)建系統(tǒng)的測(cè)量體系，為測(cè)量工作的開展提供更大便利性[2]。在之后通過(guò)靜態(tài)基站以及控制點(diǎn)的配合應(yīng)用，建立覆蓋整個(gè)礦區(qū)的空間坐標(biāo)系，通過(guò)其他設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，進(jìn)而保障測(cè)量工作的開展更加具有高效性以及精準(zhǔn)性。

3.3 數(shù)據(jù)采集當(dāng)中的應(yīng)用

在實(shí)際開展礦山測(cè)量工作的過(guò)程中應(yīng)用GPS技術(shù)，主要就是通過(guò)系統(tǒng)當(dāng)中傳感器設(shè)備的應(yīng)用，采取各種電量信號(hào)以及非電量信號(hào)，并且及時(shí)將采集的這部分信息都存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)器當(dāng)中，為后續(xù)數(shù)據(jù)信息的分析以及計(jì)算等工作的開展提供便利性[3]。

在對(duì)礦山進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，在開展數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，可以在系統(tǒng)當(dāng)中的監(jiān)控設(shè)備區(qū)域，同步安裝數(shù)據(jù)采集器，通過(guò)利用A/D 轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，有效處理采集的電流信號(hào)，然后再將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。當(dāng)將所有采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之后，就可以將這些數(shù)據(jù)信息都發(fā)送到系統(tǒng)當(dāng)中的芯片當(dāng)中，最終再由芯片發(fā)送給上位機(jī)。

3.4 其他測(cè)量工作的應(yīng)用

在開展野外調(diào)查測(cè)量工作的過(guò)程中，可以通過(guò)GPS定位儀的使用，對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，測(cè)定作業(yè)區(qū)域內(nèi)巖層形態(tài)的變化情況。同傳統(tǒng)拉尺測(cè)量方法進(jìn)行對(duì)比，此種方法的應(yīng)用具有多方面優(yōu)勢(shì)，如測(cè)量效率高、測(cè)量工作簡(jiǎn)單等。

在對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，難免會(huì)受到其他因素的影響，如地形因素等。如果測(cè)量區(qū)域內(nèi)的地形表現(xiàn)為沉陷特點(diǎn)，為了能夠提高井下作業(yè)的安全性，保障地面建設(shè)更加具有穩(wěn)定性，就需要對(duì)此測(cè)量區(qū)域采用測(cè)量技術(shù)手段，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)測(cè)量方法主要就是通過(guò)全站儀設(shè)備的應(yīng)用，對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行駐點(diǎn)測(cè)定，但是此種方法在針對(duì)沉陷區(qū)域進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，就極為容易受到地形地勢(shì)等因素的限制，具有較大的測(cè)量難度。而通過(guò)GPS技術(shù)的應(yīng)用，則能夠有效降低布置控制點(diǎn)的難度，進(jìn)一步提高測(cè)量效率以及測(cè)量質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

在開展礦山測(cè)量工作的過(guò)程中，使用GPS技術(shù)具有十分重要的意義，而且隨著時(shí)間的推移，我國(guó)GPS技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，在對(duì)其進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，需要配合其他測(cè)量設(shè)備進(jìn)行共同使用。由此，需要相關(guān)測(cè)量單位聘請(qǐng)專業(yè)測(cè)量人員使用測(cè)量設(shè)備，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)提供了有利條件。而且在此過(guò)程中，還能夠有效提高測(cè)量效率以及測(cè)量質(zhì)量，充分保障礦山測(cè)量工作的順利開展。