GPS技術(shù)在露天礦山測(cè)量的應(yīng)用

皮廷亮，趙海往，劉永富

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關(guān) 663701）

礦山的測(cè)量工作是關(guān)乎礦山建設(shè)與生產(chǎn)的重點(diǎn)項(xiàng)目，其測(cè)量的結(jié)果也是直接服務(wù)于礦山生產(chǎn)的。隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷進(jìn)步，測(cè)量工作者需要承擔(dān)重要的任務(wù)，通過(guò)合理的歸納與總結(jié)之后，了解現(xiàn)階段的測(cè)量現(xiàn)狀，才能夠更好的運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)來(lái)進(jìn)行露天礦山測(cè)量。

1 GPS系統(tǒng)概述

（1）概念。全球定位系統(tǒng)，在全球超過(guò)98%的地區(qū)都能夠提供準(zhǔn)確的地理位置、精準(zhǔn)的時(shí)間信息以及對(duì)應(yīng)行動(dòng)速度。GPS本身具有自動(dòng)化、全天候、高精度等特點(diǎn)，從而在工程測(cè)量之中得到廣泛的應(yīng)用，并且也將原有的測(cè)繪技術(shù)取代[1]。

GPS測(cè)繪技術(shù)主要是利用GPS來(lái)采取相關(guān)的高程信息和地理坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件繪制對(duì)應(yīng)的模型與地形圖等，在工程建設(shè)、礦山測(cè)量等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，為后期的礦山生產(chǎn)、工程建設(shè)也提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）特點(diǎn)。GPS測(cè)繪技術(shù)之所以可以取代傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，主要是因?yàn)槠浔旧砭哂械膬?yōu)點(diǎn)：第一，定位精度高，而定位需要的時(shí)間短，通過(guò)GPS定位，就可以達(dá)到毫米級(jí)的精度，并且定時(shí)時(shí)間非常短，對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)繪，因?yàn)槠湎到y(tǒng)誤差較大，人工操作無(wú)法完全避免誤差，這樣就會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果，GPS則可以直接利用衛(wèi)星定位，所以，其精度較高。第二，測(cè)點(diǎn)之間不需要直視，GPS測(cè)量只需要上空開(kāi)闊，可以接受衛(wèi)星信號(hào)即可，不需要測(cè)點(diǎn)之間可以相互通視，相比傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，節(jié)約了大量的工作。第三，抗干擾能力較強(qiáng)，在GPS測(cè)量過(guò)程中，能夠降低外界帶來(lái)的影響。并且數(shù)據(jù)更加的精確，誤差更小，就算是在環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜的區(qū)域，也可以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。第四，儀器操作簡(jiǎn)單，伴隨著GPS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，其自動(dòng)化程度較高，野外作業(yè)也非常的輕松與方便。第五，工作效率較高，因?yàn)橐巴庖黄鸩僮鬏p便、簡(jiǎn)單，測(cè)量的速度較快，再加上其測(cè)繪的信息精準(zhǔn)，所以就可以結(jié)合計(jì)算機(jī)成圖，降低人工成本以及對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間[2]。

2 GPS技術(shù)在露天礦山測(cè)量的應(yīng)用

2.1 靜態(tài)測(cè)量技術(shù)

所謂GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，就是在不同測(cè)量站利用多臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行同步的觀測(cè)，從而獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，在測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)對(duì)應(yīng)的測(cè)量?jī)x器來(lái)接受對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，一般會(huì)用接收機(jī)的測(cè)量型GPS接收機(jī)，通過(guò)這一種接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位測(cè)量處理。首先，建立控制網(wǎng)，由于控制網(wǎng)樣式較多，不同控制網(wǎng)之間還存在差別，部分簡(jiǎn)單的測(cè)量區(qū)域只需要不到1h就可以完成，但是對(duì)于個(gè)別復(fù)雜區(qū)域，其就需要長(zhǎng)達(dá)幾十個(gè)小時(shí)的測(cè)量。最為簡(jiǎn)單的利用幾臺(tái)GPS接收機(jī)就可以滿足實(shí)際的要求。在具體測(cè)量環(huán)節(jié)，通過(guò)在觀測(cè)點(diǎn)上的安置，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單接收裝置，同步的觀測(cè)還需要一定的時(shí)間，一般來(lái)說(shuō)，1h～2h即可，之后利用邊連接的模式建立控制網(wǎng)絡(luò)，再配合上專(zhuān)門(mén)的軟件來(lái)解算基線，就可以獲取對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值。

2.2 GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)在露天礦山測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用

（1）測(cè)點(diǎn)選擇。在進(jìn)行礦山的測(cè)量中，還需要注意點(diǎn)位的選擇，在進(jìn)行選點(diǎn)之前，還需要全方位的了解礦區(qū)的地理情況和原本的控制點(diǎn)分布情況，并且做好如下的幾個(gè)方面：首先，確保地面土壤穩(wěn)定，堅(jiān)固，容易保護(hù)。其次，如果點(diǎn)位旁邊的高壓線路和市電線路較多，還需要在距離50m～100m的位置上設(shè)置，這樣就可以避免影響。再次，點(diǎn)位的視野要保證其開(kāi)闊性，這樣才方便后續(xù)的安置與操作，同時(shí)也不能存在大面積的障礙物。最后，點(diǎn)位應(yīng)該盡可能選擇靠近于采礦專(zhuān)線以及公路結(jié)合的位置，這樣不僅方便交通，同時(shí)也有利于布置GPS靜態(tài)測(cè)量點(diǎn)位，進(jìn)而提升實(shí)際的測(cè)量效率。

（2）布設(shè)。在GPS控制網(wǎng)布設(shè)中，還需要考慮到：首先，在布設(shè)的時(shí)候，要求觀測(cè)區(qū)域能夠形成一個(gè)閉合圖形，這樣可以提升準(zhǔn)確性和質(zhì)量。其次，在GPS控制網(wǎng)建設(shè)中，因?yàn)槠渖婕暗蕉鄠€(gè)網(wǎng)點(diǎn)，其網(wǎng)點(diǎn)就應(yīng)該與地面已經(jīng)存在的控制性網(wǎng)點(diǎn)相互重合，這樣才有利于精準(zhǔn)性的提升。在實(shí)際的布設(shè)中，還需要考慮到：地面上已知的控制網(wǎng)點(diǎn)與礦山測(cè)量網(wǎng)點(diǎn)重合越多越好，這樣可以確保在整個(gè)控制網(wǎng)之中都可以實(shí)現(xiàn)重合點(diǎn)的均勻分布，這樣也可以滿足地面往參數(shù)和GPS網(wǎng)之間的相互轉(zhuǎn)換。

（3）控制網(wǎng)圖形設(shè)置。在進(jìn)行觀測(cè)的過(guò)程中，每一次的觀測(cè)都需要形成對(duì)應(yīng)的閉合環(huán)，并且采取連邊的布網(wǎng)方式，這樣可以確保控制網(wǎng)的質(zhì)量，讓其本身?yè)碛休^強(qiáng)的集合強(qiáng)度，并且也能夠滿足閉合的對(duì)應(yīng)條件。在進(jìn)行礦山觀測(cè)段選擇的鍋中，還需要基于下述的公式來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算：

C=mn/N

其中：C代表的是觀測(cè)時(shí)段輸；m代表的是每一點(diǎn)設(shè)站次數(shù)；n代表的是網(wǎng)點(diǎn)輸；N代表的是接收機(jī)數(shù)。在可靠的數(shù)據(jù)計(jì)算之后，就可以進(jìn)行框架性的設(shè)置處理。在觀測(cè)過(guò)程中，還需要按照對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來(lái)進(jìn)行處理，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)GPS靜態(tài)測(cè)量工作的有效實(shí)施，同時(shí)也可以確保數(shù)據(jù)本身的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，為后續(xù)的礦山開(kāi)采提供必要的借鑒與參考依據(jù)。

2.3 GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在露天礦山測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用

露天礦山重中之重的工作就是礦山建設(shè)與土石方量的驗(yàn)收測(cè)量工作，礦山基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中，GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量在日常放樣以及土石方量的驗(yàn)收測(cè)量工作過(guò)程中顯得尤為重要。首先，GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量速度快，精度高，人力成本低，已經(jīng)被露天礦山普遍運(yùn)用；其次，由于露天礦山在開(kāi)采過(guò)程中經(jīng)常遇到許多不可逆轉(zhuǎn)的外界因素的影響，不可能?chē)?yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)整的施工，進(jìn)而形成了許多影響土石方量驗(yàn)收測(cè)量精度的高陡邊坡和凹陷采坑，這時(shí)，GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量同樣具有不可替代的作用，利用GPS動(dòng)態(tài)現(xiàn)場(chǎng)作兩個(gè)通視的支點(diǎn)，結(jié)合全站儀紅外激光對(duì)高陡邊坡和凹陷采坑進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同樣具有速度快，精度高的優(yōu)勢(shì)。提高測(cè)量工作效率，降低測(cè)量數(shù)據(jù)的累積誤差，為露天礦山開(kāi)采提高了經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，對(duì)于當(dāng)前的露天礦山測(cè)量工作而言，由于GPS技術(shù)本身具有較高的應(yīng)用價(jià)值，所以相關(guān)人員就需要做好對(duì)應(yīng)的研究，能夠完全的發(fā)揮技術(shù)層面優(yōu)勢(shì)，這樣才可以提升測(cè)量的精確性，最終服務(wù)露天礦山測(cè)量工作的有效實(shí)施。