礦山工程測量誤差的產(chǎn)生原因及解決措施

李樹濤

（內(nèi)蒙古平莊能源股份有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024081）

我國的礦山工程測量工作是確保礦山工程順利竣工的關鍵性環(huán)節(jié)，該測量工作的工作內(nèi)容較為復雜且需要考慮的干擾因素較多。所以，在測量工作實施的過程中難免會產(chǎn)生測量誤差問題。測量誤差會對測量數(shù)據(jù)的參考價值造成影響，從而影響工程的精確度和工程的測量效率。因此，研究礦山工程測量誤差的產(chǎn)生原因與解決策略具有實踐價值和社會意義。

1 礦山工程測量工作的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 礦山測量技術的現(xiàn)狀分析

礦山工程測量工作離不開測量技術的支持，測量技術的好壞在一定程度上可以影響測量誤差的大小。隨著計算機、電子信息等技術的快速發(fā)展，在礦山測量領域逐漸實現(xiàn)技術革新與多技術驅動發(fā)展。首先，礦山測量技術的核心技術為GPS、GIS、遙感等技術，這些核心的技術已經(jīng)完成新一輪的技術革新，并且擁有先進理論知識支撐技術發(fā)展。針對測量技術的多樣性來說，礦山測量技術融合多種其他領域的技術實現(xiàn)創(chuàng)新性發(fā)展。技術可應用與地面測量也可應用與數(shù)據(jù)采集，同時測量技術可結合全站儀和電子經(jīng)緯儀等設備一起發(fā)揮作用，為礦山測量事業(yè)做出貢獻。其次，針對測量技術的應用領域來說，如今的測量技術可應用于礦區(qū)復墾、礦體幾何分析、開采與防護和生態(tài)重建等領域，有助于礦山工程相關的技術實現(xiàn)交叉影響和融合發(fā)展[1]。

1.2 礦山測量技術的特點分析

GPS衛(wèi)星定位與導航技術是礦山測量的三大技術之一，該技術可以與無線通信技術進行融合，從而發(fā)揮出精準測量的功能。近年來，GPS系統(tǒng)與相應的技術得到了快速發(fā)展與推廣使用，該技術可以憑借自身特點與優(yōu)勢來為礦山工程提供三維坐標模型和多維度的測量參數(shù)信息，從而展現(xiàn)出技術的優(yōu)越性。所以，礦山工程測量工作主要依賴的是GPS技術的性能，第一，該技術具備精確度高的性能；第二，該技術可以提供三維坐標；第三，該技術的使用較為簡單與便捷。但是，該技術也存在缺點，例如該技術的透墻性能低，一般來說在戶外環(huán)境的定位效果優(yōu)于室內(nèi)環(huán)境[2]。

GIS技術也是礦山測量的三大技術之一，它的主要功能在于能夠高效地對地理信息數(shù)據(jù)進行一系列操作，例如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整合分析、數(shù)據(jù)處理、存儲等。測量工作離不開測量數(shù)據(jù)，對已獲得的數(shù)據(jù)進行一系列的處理有助于測量工作的開展。因此，該技術對礦山測量工程來說至關重要。

RS技術是礦山測量核心技術的最后一項技術，該技術可實現(xiàn)不接觸測量的功能，因為該技術主要應用的理論為物體光特性原理。傳統(tǒng)的測量技術理論在于對物體可見光的分析與處理，隨著RS技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今技術人員可以實現(xiàn)對不可見光的信息采集，由此豐富了測量途徑與方法[3]。隨著遙感技術的創(chuàng)新性發(fā)展，在礦山測量工程中，人們越來越重視工程的施工效率和應用拓展。同時，該技術有利于提高時空分辨率，從而提高發(fā)現(xiàn)地理環(huán)境變化的速率。

2 礦山工程測量誤差的產(chǎn)生原因分析

2.1 GPS測量誤差產(chǎn)生原因分析

在礦山工程建設中，技術人員將GPS技術應用在礦山測量的實際作業(yè)過程中，其目的在于為礦山工程提供三維坐標模型和多維度的測量參數(shù)信息，從而展現(xiàn)出技術的優(yōu)越性。但是，該技術在測量工作中可能會帶來測量誤差，這些測量誤差的產(chǎn)生原因主要有三個方面。其一，衛(wèi)星導航參數(shù)誤差。我們可知GPS技術主要依賴于衛(wèi)星導航，衛(wèi)星導航擁有導航電文參數(shù)，所以該參數(shù)的數(shù)值誤差將直接導致測量工作的誤差。一般來說，該誤差產(chǎn)生原因可分為時鐘誤差和星歷誤差兩大類，除了這兩大類還有其他小類對測量結果也會產(chǎn)生影響[4]。其二，衛(wèi)星信號傳播誤差。針對這個原因來說，我們可知信號傳播需要依賴于介質(zhì)運載，同時GPS信號信號的傳播路徑是從衛(wèi)星到達接收設備的，該路徑下存在著一定的介質(zhì)干擾和傳播誤差。基于此，在信號折射現(xiàn)象和波干擾現(xiàn)象的雙重影響下GPS測量誤差容易產(chǎn)生。其三，接收設備誤差。一般來說，接收設備具有多徑效應和噪聲干擾，這些因素都是接收設備誤差的產(chǎn)生原因，也是GPS測量誤差的產(chǎn)生原因之一。

2.2 方向觀測誤差

方向觀測是礦山工程測量工作的核心工作內(nèi)容，在工程實際施工過程中，有關部門需要做好CP Ⅲ控制網(wǎng)的測量工作。該測量工作依賴于全站儀自由設站形式，在工作實施過程中準確判斷誤差來源，針對不同的情況作出不同的處理措施。由此可見，方向觀測工作將為整個工程測量環(huán)節(jié)帶來一定誤差。首先，針對全站儀設備來說，該設備存在測量軌道誤差和設備自身誤差。其次，針對測站的設置來說，相鄰測站由于空間位置不同可能會帶來測距誤差和平面相對差異性誤差。最后，觀測點位誤差也是測量誤差產(chǎn)生的原因之一。

2.3 測量工作人員的人為誤差

在實際的礦山測量工作中，人工測量操作的成分較大且操作繁瑣。但是，測量工作人員專業(yè)化程度不高，所以難以保證測量工作不發(fā)生人為的行為誤差。同時，技術人員在工作中經(jīng)常發(fā)生操作失誤現(xiàn)象，例如相關儀器的方向安裝相反、計量結果記錄錯誤、沒有及時記錄、態(tài)度不重視等。另外，測量工作相關的管理制度的設置不完善，導致測量工作人員未能嚴格按照規(guī)定進行測量操作，由此導致測量誤差。

2.4 設備故障誤差

企業(yè)間激烈的競爭促使企業(yè)更加重視經(jīng)濟利益，將大量的人力物力投放在能馬上取得回報的項目上，例如市場運營和技術改革，從而忽視儀器設備管理?；诖?，針對礦山測量工作來說，它需要有很精細的測量精確度，但是設備管理人員不太重視設備的更新和維護工作。設備如果發(fā)生侵蝕等損壞現(xiàn)象，測量的結果肯定是不精確的。所以，設備故障必然導致測量誤差，同時影響設備管理工作的效率和導致企業(yè)效益的下降。另外，測量誤差問題還涉及到維護工作的規(guī)范性，主要表現(xiàn)為維護工作沒有專業(yè)人員進行以及沒有統(tǒng)一制度制約。由此可見，在儀器設備管理中存在許多弊端，其中最明顯的是企業(yè)對于儀器設備管理的不重視，這直接導致了儀器設備在應用精度上不合格，還有可能存在設備安全隱患。

3 礦山工程測量誤差的解決措施及策略

3.1 解決GPS測量誤差的策略

在礦山工程測量的實際作業(yè)過程中，GPS技術可以有效應用于工程測量環(huán)節(jié)。但是，測量工作存在一定的誤差，為了提高測量的精度，技術人員需要做好測量管理工作以避免誤差的產(chǎn)生。第一，針對衛(wèi)星時鐘誤差來說，技術人員將該誤差劃分為兩個大類，分別為系統(tǒng)誤差和隨機誤差[5]。為了更好解決時鐘誤差，技術人員一般采用差分技術或者鐘差改正機制進行有效處理。經(jīng)過技術人員的校對操作和改正操作后，可以在一定程度上減少該類型誤差對測量工作的影響，以確保不會發(fā)生很大的測量精度問題，但是難以完全避免問題的發(fā)生。第二，針對信號傳播誤差來說，衛(wèi)星信號傳播過程中存在信號折射現(xiàn)象和波干擾現(xiàn)象，減少這些現(xiàn)象對測量工作的干擾就可有效解決該誤差問題。基于此，技術人員詳細分析礦區(qū)地理環(huán)境特點，針對特定的環(huán)境采取針對性強的解決環(huán)境誤差的方法，具體來說就是技術人員利用同步觀測的原理在觀測站內(nèi)部消除異步誤差，同時協(xié)調(diào)觀測方法和觀測時間段，目的在于利用有效的觀測策略來增加測量數(shù)據(jù)的精確度。另外，相關部門需要優(yōu)化觀測與測量的信息分析體制建設，他們需要完善相關的處理制度和積極方案。第三，針對接收設備誤差來說，技術人員要將技術革新的重點放在消除設備的多徑效應和消除噪聲干擾這兩個方面上?；诖?，技術人員可以借助差分方程來對相應參數(shù)進行求解，計算出合理定位的方法。同時，技術人員可以借助外接頻標來優(yōu)化時間標準。最后，技術人員需要對天線設備進行科學調(diào)整，因為該設備對信號接收環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定影響。所以，技術人員需要做好定位工作和減少接收設備的誤差，以便于接下來的測量工作能夠順利進行。

3.2 解決方向觀測誤差的策略

在礦山測量工程中，技術人員需要優(yōu)化結構控制環(huán)節(jié)以達到誤差監(jiān)督的作用。另外，全站儀誤差是難以避免的誤差，但是技術人員可以采取一些措施減小問題的影響范圍。所以，針對方向觀測誤差來說，其解決方法主要在于技術人員需要合理調(diào)整觀測角度和距離，以及在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整參數(shù)，不可讓設置的參數(shù)超出它應有的閾值范圍。一般來說，測量工程需要技術人員保證工程的精確度和準確度，所以，相關技術人員在管理測量誤差時需要做的對具體問題采取具體分析的策略，確保全站儀的后方交匯點站的精度符合要求。最后，針對測站的設置來說，技術人員要采取一些措施來減少相鄰測站間的測距誤差和減少平面相對差異性誤差，同時技術人員應該要對管理和維護工作提高重視程度。

3.3 做好布網(wǎng)測量工作

為了優(yōu)化測量管理工作的體系建設，在礦山工程中技術人員需要做好布網(wǎng)測量工作，從而保證整體工作的有序進行。第一，測量工作的執(zhí)行秩序對礦山工程測量來說至關重要，技術人員要保證工作能夠有序開展。同時，測量工作具有操作復雜、內(nèi)容繁瑣、細節(jié)較多等特點，技術人員需要盡量較少繁瑣的步驟，以及精簡化操作流程，這樣更加有利于工作的開展。所以，礦山測量工作的工作流程的透明度需要得到提升，同時其完整度也需要優(yōu)化。第二，數(shù)據(jù)測量的前期工作包括數(shù)據(jù)收集和環(huán)境勘探，其后期工作包括數(shù)據(jù)整合和分析處理等，這些工作都在測量管理工作的范疇之中，對工作的順利開展都起到很重要的重要。所以，測量人員需要做好項目勘探工作和數(shù)據(jù)整合工作，采取認真的工作態(tài)度以減少工作過程中的誤差與錯誤。第三，測量方法的選擇是一項綜合性的工作，技術人員在選擇測量方法時，第一步需要做好方法的研究工作，然后結合實際的任務要求選取最適合的方法與策略。綜上所述，完善布網(wǎng)策略有利于減少測量工程誤差，并且可以提升工程的質(zhì)量和效率。

3.4 做好測量人員培訓工作，減少人為誤差

為了減少礦山測量工作的人員誤差的發(fā)生次數(shù)，相關部門需要做好測量人員培訓工作，從而規(guī)范化人員操作以及提高測量的準確度。另外，測量儀器設備管理分為許多部門，每個部門需要有專職人員進行嚴格管控，團隊內(nèi)要有分明的職位劃分制度。所以，內(nèi)部管理團隊建設對測量儀器的管理具有重要作用，企業(yè)想要做好團隊建設首先要做好人才培育工作?；诖?，對人才的培育可以通過多種方式進行，例如專業(yè)知識培訓、專題講座、理論知識考核等。如果團隊人才建設沒有得到重視，在進行實際測量工作時會發(fā)生操作失誤、設備毀壞和設備使用壽命減少等問題。

4 結束語

綜上所述，礦山工程測量技術的精確度影響著礦山工程產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展。所以，為了減少測量誤差以及解決工程測量中的常見問題，技術人員需要做好布網(wǎng)測量工作，解決GPS測量誤差問題和方向觀測誤差問題，同時還需要規(guī)范化人員操作和培養(yǎng)優(yōu)秀的內(nèi)部管理團隊，為礦山工程的后續(xù)管理工作打好基礎。