GPS技術(shù)在露天礦山測(cè)量的應(yīng)用探討

楊志剛

（中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400）

礦山測(cè)量工作是進(jìn)行礦產(chǎn)資源開采工作的必要前提，礦山測(cè)量工作的結(jié)果直接影響礦產(chǎn)資源開采的方向、形式，在傳統(tǒng)的礦山測(cè)量工作中，由于測(cè)量手段過(guò)于單一，且準(zhǔn)確率較差，導(dǎo)致礦山測(cè)量工作的結(jié)果可靠程度較低。而隨著GPS系統(tǒng)在礦山測(cè)量工作中的應(yīng)用，不僅提升了工作效率，由此可見GPS系統(tǒng)在礦山測(cè)量工作中的應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)于GPS系統(tǒng)的概述

GPS系統(tǒng)的中文全稱為全球定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以太空中的衛(wèi)星所組成的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)為基本條件，對(duì)全球各個(gè)地理位置進(jìn)行覆蓋，并隨時(shí)為GPS接收用戶提供位置信息、時(shí)間信息、速度信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由衛(wèi)星空間部分、地面操控部分、地面監(jiān)控系統(tǒng)這三個(gè)部分所組成。除了能夠?qū)δ繕?biāo)位置或者指定位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位以外，GPS還能夠?qū)δ繕?biāo)地勢(shì)地形進(jìn)行繪制、測(cè)量、監(jiān)測(cè)[1]。

2 GPS控制測(cè)量的方法和特點(diǎn)

在文章對(duì)GPS在礦山工程測(cè)量的應(yīng)用進(jìn)行討論前，先對(duì)GPS控制測(cè)量的方法和特點(diǎn)進(jìn)行概述，從而能夠在下文對(duì)GPS在礦山測(cè)量中的應(yīng)用分析更加全面。

（1）GPS控制測(cè)量方法。在上文中也已經(jīng)提到了GPS是通過(guò)多個(gè)衛(wèi)星所組成的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，因此在選擇GPS控制測(cè)量時(shí)，為了確保測(cè)量結(jié)果的可靠性，需要選擇至少兩臺(tái)接收機(jī)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行確定，在此基礎(chǔ)之上再應(yīng)用一些數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)還沒(méi)有進(jìn)行定位的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行確定。

（2）GPS控制測(cè)量的特點(diǎn)。在應(yīng)用GPS進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，只需要應(yīng)用接收機(jī)接收GPS信號(hào)即可，這便體現(xiàn)出應(yīng)用GPS的工作效率以及操作簡(jiǎn)便性。基于應(yīng)用GPS所確定的觀測(cè)點(diǎn)之間可以形成覆蓋網(wǎng)，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行全控制，并且不能逐級(jí)進(jìn)行設(shè)置，確保正確性。

3 GPS在礦山工程測(cè)量的應(yīng)用

（1）礦山地勢(shì)地形測(cè)量。在對(duì)礦區(qū)礦山進(jìn)行開采前，必須要進(jìn)行的工作就是對(duì)礦山地勢(shì)地形地測(cè)量，通過(guò)測(cè)量結(jié)果確定采礦中心、采礦區(qū)域范圍以及采礦方式。在以往的礦山地形測(cè)量工作中，首先進(jìn)行的工作流程是對(duì)所測(cè)量的范圍建立一個(gè)圖根點(diǎn)和控制中心，其次在所確定的圖根點(diǎn)上應(yīng)用經(jīng)緯儀和全站儀對(duì)地勢(shì)地形進(jìn)行勘測(cè)繪制。隨著科技的發(fā)展，電子手簿逐漸替代了電子平板，電子手簿與全站儀相結(jié)合后應(yīng)用繪圖工具對(duì)所測(cè)量范圍內(nèi)的地勢(shì)地形進(jìn)行繪制。雖然該方法相比于應(yīng)用小平板繪制的準(zhǔn)確性提高了很多，但是該測(cè)量方法操作比較復(fù)雜，并且靈活程度較低，對(duì)于圖根點(diǎn)的選擇要求較高，使用過(guò)程中需要三四個(gè)人一起進(jìn)行操作。而采用GPS進(jìn)行地勢(shì)地形測(cè)量后，由于GPS系統(tǒng)是以在太空中的衛(wèi)星作為基礎(chǔ)，因此在選擇圖根點(diǎn)后，便可以以圖根點(diǎn)為中心，測(cè)量方圓十幾公里的地勢(shì)地形，并且測(cè)量過(guò)程中操作十分簡(jiǎn)便，靈活性較高。

（2）放樣。放樣是指將一個(gè)只存在于二維平面內(nèi)的施工圖形，沿著某一個(gè)路徑的剖面，將其形成立體性較強(qiáng)的三維成像。放樣的主要用途則是建構(gòu)較為復(fù)雜的模型，以便于把二維圖紙中的方案體現(xiàn)在實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)中。在礦山測(cè)量工作中，不僅要對(duì)礦區(qū)的地勢(shì)地形進(jìn)行繪制。并且放樣的位置需要與所繪制的地形圖完全一致，不能存在任何誤差，導(dǎo)致采礦工作無(wú)法進(jìn)行。在以往的放樣工作中，最經(jīng)常使用的儀器同樣為全站儀、經(jīng)緯儀，通過(guò)這兩個(gè)設(shè)備測(cè)量出放樣點(diǎn)位后進(jìn)行標(biāo)記，但是如果對(duì)不同的點(diǎn)位進(jìn)行放樣則需要不停地更換儀器架設(shè)位置，這就降低了工作效率。針對(duì)這一情況，引入GPS技術(shù)后，只需要將地形圖中所標(biāo)記的放樣坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定在電子手簿中，通過(guò)GPS進(jìn)行定位后再應(yīng)用接收機(jī)走到定位地點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記即可。通過(guò)這種方式不需要使用全站儀、經(jīng)緯儀那樣麻煩，極大程度上提高了工作效率。

（3）大型露天礦工程的驗(yàn)收工作。與傳統(tǒng)的大型露天礦工程驗(yàn)收工作所采用的技術(shù)手段和方法相比，在應(yīng)用GPS技術(shù)后進(jìn)行露天礦工程驗(yàn)收工作更加智能化，工作人員只需要應(yīng)用制圖工具將GPS所生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制后再以數(shù)據(jù)鏈的形式傳輸出去，全過(guò)程數(shù)字化形式，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

4 GPS在礦山測(cè)量的實(shí)施

（1）選點(diǎn)。GPS選點(diǎn)與應(yīng)用全站儀選擇圖根點(diǎn)的性質(zhì)相同，但是GPS選點(diǎn)不只是可以選擇一個(gè)點(diǎn)位建立觀測(cè)站，可以通過(guò)建立多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)來(lái)建立起一個(gè)更加具體且多方位的GPS觀測(cè)網(wǎng)，多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的好處在于能夠?qū)τ^測(cè)網(wǎng)靈活布置，并且能通過(guò)多觀測(cè)點(diǎn)建構(gòu)起一個(gè)圖形框架。而多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的建立次序也不是隨意選擇的，點(diǎn)位的選擇必須要符合GPS定位的要求，同時(shí)還要滿足以下八個(gè)基本原則，分別是：第一是，所選擇的觀測(cè)點(diǎn)必須保證其視野的開闊性，并且要便于觀測(cè)設(shè)備的安放，避免空間地點(diǎn)過(guò)于狹小影響觀測(cè)結(jié)果；第二是，觀測(cè)點(diǎn)位的目標(biāo)需要顯而易見，防止在進(jìn)行觀測(cè)時(shí)有雜物遮擋觀測(cè)視野；第三是為了避免無(wú)線電的干擾，觀測(cè)點(diǎn)位必須要遠(yuǎn)離高壓線，且距離要控制在100m以上；第四是為了保證GPS接收器的接收效果，觀測(cè)點(diǎn)位附近不得存在水域影響接收器；第五是為了方便觀測(cè)儀器的運(yùn)輸安放，觀測(cè)點(diǎn)位必須要處于交通便利的位置；第六是為了確保觀測(cè)點(diǎn)位的穩(wěn)定性，所選擇的位置區(qū)域地基堅(jiān)固，不會(huì)出現(xiàn)凹陷的情況；第七是選擇的點(diǎn)位一定要符合工作要求，即便是以上條件全部滿足，但是點(diǎn)位不符合工作要求也不可以使用；最后是控制網(wǎng)要方便同步觀測(cè)邊。

（2）標(biāo)志埋設(shè)。在確定好觀測(cè)點(diǎn)位后，為了防止其他標(biāo)志影響測(cè)量結(jié)果，則可以應(yīng)用標(biāo)志對(duì)確定好的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，確保能夠在使用時(shí)準(zhǔn)確找到觀測(cè)點(diǎn)。

（3）開機(jī)觀測(cè)。要想應(yīng)用GPS對(duì)露天礦山進(jìn)行測(cè)量，還需要先應(yīng)用GPS信號(hào)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的位置進(jìn)行定位，因此在進(jìn)行觀測(cè)前，需要通過(guò)接收器來(lái)搜索GPS信號(hào)，當(dāng)獲取GPS信號(hào)后需要立刻鎖定，并針對(duì)這一信號(hào)進(jìn)行跟蹤。不可以在跟蹤期間調(diào)整任何接收器位置，同時(shí)也不能觸碰衛(wèi)星接收天線。

（4）觀測(cè)記錄。對(duì)于露天礦的測(cè)量來(lái)說(shuō)，最重要的還是測(cè)量結(jié)果。因此對(duì)于GPS所得出的測(cè)量結(jié)果，接收機(jī)不僅要進(jìn)行記錄，同時(shí)還要與其他接收機(jī)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、分析。不可以出現(xiàn)測(cè)量誤差影響礦產(chǎn)資源開采工作的進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷完善與發(fā)展，我國(guó)越來(lái)越多的行業(yè)開始通過(guò)應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)提升工作效率。而對(duì)于礦產(chǎn)資源開采工作來(lái)說(shuō)，做好礦產(chǎn)資源的礦場(chǎng)測(cè)量工作需要應(yīng)用GPS技術(shù)，GPS技術(shù)能夠保證結(jié)果可靠性的同時(shí)也提高檢測(cè)效率。也正是因?yàn)镚PS技術(shù)的特點(diǎn)，使得GPS技術(shù)應(yīng)用于礦產(chǎn)資源開采工作中已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而如何最大程度上發(fā)揮GPS作用和價(jià)值，還需要工作人員進(jìn)行不斷地調(diào)整和嘗試。