礦山地質測繪中GPS測繪技術分析

王占利，姜曉明

（河南省資源環(huán)境調查二院，河南 洛陽 471000）

當前階段我國各行各業(yè)廣泛應用了GPS測繪技術，工程測繪領域同樣如此，這弋磯山的應用對提升測繪工作效率與測繪的精度起到促進作用，最大程度發(fā)揮其作用。GPS測繪技術的功能較多，除了可以應用在測繪方面之外還可以發(fā)揮傳統(tǒng)測量技術的作用，將其與遙感技術、現代計算機技術結合，為構建完善的工程控制網絡奠定優(yōu)良的技術支撐，科學有效性更高[1]。

由此可見，通過對礦山地質測繪工作應用GPS技術具有較高的價值，應用前景廣闊，為該行業(yè)地可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。

1 GPS測繪技術原理

當前時代現代化技術的發(fā)展速度明顯提升，相應的也有利于GPS測繪的良性發(fā)展。結合以往的工作可知，傳統(tǒng)技術和GPS技術兩種技術完全不同，主要表現在觀念上。后者的構成部分包含數據傳輸系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)與信號接收機，如設備處于正常運行的狀態(tài)，工作人員可以通過該系統(tǒng)獲取到相應的數據，對相關數據進行詳細地監(jiān)測與記錄[2]。但還需要明確，GPS測繪系統(tǒng)運轉期間為了促進數據精確度地提升，至少配備兩臺設備。測繪人員可合理利用現代化的測繪技術對定位的數據進行準確地描繪，科學合理地繪制三維坐標圖，通過對原始數據的坐標進行轉化，提高測繪站點基線向量的獲取的準確性，在此基礎上獲取坐標位置時應結合具體的坐標位置和基線向量。

2 GPS測繪技術的特點

2.1 測量準確率高

受到我國礦山結構復雜性的影響，傳統(tǒng)的模式下測量數據大都是通過人工操作與設備儀器的方法測量，信息誤差性明顯提高。人工操作時通常更容易出現較大規(guī)模的信息誤差，若誤差值布置標準范圍內，則很容易影響整個礦產開采的測量結果，情況嚴重時還可能需要重新返工。

合理利用GPS測繪技術測量數據與信息，減少人工誤差與數據錯誤的可能性，促進信息策略結果與數據準確度地提高。結合以往的地質測繪工作可知，可以發(fā)揮GPS衛(wèi)星測試技術的作用，地面上的GPS設備僅需要接收衛(wèi)星軌道監(jiān)測數據并處理相應的信息技術，此時地面GPS設備僅需要處理衛(wèi)星軌道設計監(jiān)測到的數據并進行相應的技術處理。通過研究相關數據可以得出相應的結論，發(fā)揮GPS測繪技術的作用最大程度降低測試結果誤差[3]。

2.2 抗干擾

GPS測繪技術無論應用在開采礦物還是測量地質中傳統(tǒng)技術的應用優(yōu)勢都相當明顯，可以通過GPS技術有效降低數據與信息測量受到外界影響，提高測量信息數據的真實性與穩(wěn)定性，降低數據誤差。

在實際的應用過程中GPS測繪技術抗干擾能力較強，就算在地質結構復雜的環(huán)境中測量數據與信息同樣可以保證測量結果的準確性，最大程度降低數據信息測試結果的誤差。通過信息數據的整體運作可知，還需要以GPS衛(wèi)星探測模式為基礎做好數據測量工作，僅需要接收信息即可完成所有的探測流程。由此可見，GPS測繪技術在操作方面不僅簡單而且快速。

2.3 運行效率較高

GPS測繪技術不同于傳統(tǒng)的測繪技術，該技術可以以地面信號為基礎調節(jié)接收設備，以此探測與計算數據基礎，促進整體運行效率與工作效率地提高[4]。GPS測繪技術應用在部分地形地勢相對復雜的區(qū)域可以借助輔助儀器與設備得出準確的測繪信息與儀器，并在具體的應用過程中有效地降低人工綜合工作時長，減少成本，得出準確性較高的信息數據。

3 GPS測繪技術應用在礦山地質測繪中需要注意的問題

3.1 選擇測量基準站

要想促進測繪準確地與GPS測繪技術整體測繪效果地提高，需要相關工作人員高度重視選擇科學合理的基準站。這就需要工作人員在實際的工作中全面勘察礦山周邊的地質，科學選擇合理的測量基準站，采取多樣化的措施不斷提高整體基準站的測繪效果與質量。工作人員對基準站進行選擇時應注意兩個問題：一方面，選擇地勢開闊且周邊不存在較大較高的建筑物，在此基礎上對基準站的位置進行明確。工作人員對基準站的位置進行確定后應將該區(qū)域周邊200m范圍內的干擾信號進行排除，這也是有效避免信號在傳輸的過程中出現丟失或被破壞的問題。另一方面，工作人員選擇基準站時應提高位置坐標的準確性。通常情況下，可以在礦山測繪區(qū)域中心設置基準站，搭建和電臺有關的天線，將衛(wèi)星孔洞相關區(qū)域避開，這也是保障檢測數據具有精準度的關鍵。

3.2 確定轉換參數

要想從整體上提高GPS測繪技術的精準度，還必須科學合理地設置轉換的參數。因此，測繪人員設置改參數時應考慮坐標系統(tǒng)統(tǒng)一性的特點，不斷提高測量的準確性，這具有深遠的現實意義[5]。為了提高測量結果整體的可比性，避免出現測量的結果不統(tǒng)一問題的同時，還需避免在測量相關數據時坐標系不統(tǒng)一的問題。這就需要工作人員全面地了解被測的礦井位置基準轉換參數是否具有較高的準確性，得出結果后對運算結果的可靠性與結果計算是否準確進行檢驗。

3.3 科學選擇測量時間

通過借鑒以往的數據，工作人員應用GPS技術工作時要想實現提高測繪效果的目標，還必須科學地選擇測繪的時間。測量結果的精確度與測量時間有著很大的關系。由此可見，GPS測繪工作開展的過程中測繪人員應明確衛(wèi)星運行位置的具體角度，在此基礎上對測量的時間段進行科學地測量，因此提高檢測工作的效率，除了需要保證接收機可以快速地獲取到所需的衛(wèi)星信號，有效地降低測量數據過程中誤差的概率。

4 GPS測繪技術在礦山地質測繪中的應用意義

全球定位系統(tǒng)就是我們常說的GPS測繪技術，這系統(tǒng)不是物體的一種，主要以空間專業(yè)為基礎進行定位，該系統(tǒng)的應用在工作效率地提高方面具有深遠的現實意義，保障了工作的準確性與有效性。

因此，工作人員可以發(fā)揮三維定位系統(tǒng)的作用給全球范圍內用戶傳遞空間時間、坐標與速度等。總的來說，礦山地質測繪中應用GPS測繪技術具有深遠的現實意義，表現在以下幾個方面。

4.1 優(yōu)化地質測量工序

礦山地質測繪大都在野外，由此可知其受到的影響較多，無法采用較多的機械設備。應用GPS技術主要因為其具有諸多優(yōu)勢，如便于攜帶、體積小，尤其是測量小范圍內的區(qū)域時僅需要借助單一的固定點即可實現。就算是測量范圍較大的區(qū)域，同樣可以借助GPS測量儀準確定位各個流動站點，對相關數據進行采集。若面臨的山地類型比較復雜，則可以完全借助GPS技術提高地質結構圖測繪的準確性。當前階段GPS已經成為我國地質勘察工作中相當重要的一部分內容，且在實際的操作中地質勘測工序逐步被優(yōu)化，人工勞動力明顯減少，測量數據更為準確。

4.2 提高了地質測繪結果的精度

礦山地質測繪工作中應用GPS測繪技術需要以計算機為基礎，對地形勘測的數據進行綜合分析，借助自動很儀器計算器的作用，無需進行人工轉換，避免了人工計算過程中可能出現的誤差，且提高了數據的精確性。當前階段GPS測繪技術的應用越來越廣泛，逐步完善了技術層面，和遠距離地形目標比較具有較高的精準度，甚至可以將誤差控制到厘米級別。若測繪區(qū)域各方面條件比較理想，則可以有效地降低誤差。

4.3 有效地預測地質災害

我國進入工業(yè)化現代化時代，逐步加深對自然環(huán)境的影響，逐步增加了各類自然災害的發(fā)生率，人類的生命安全問題逐步變成未知數，因此很有必要加強礦山地質測繪，防患于未然。

礦山地質測繪工作中應用GPS技術可以對進行動態(tài)的三維監(jiān)測及對地表移動過程進行研究，以實際的數據結果為依據反演地層移動的應力與參數，之后向數據處理系統(tǒng)反饋，對地層變型模型進行建設，確?？梢约皶r且有效地解決和地質災害有關的預測預報問題。

5 礦山地質測繪中GPS測繪技術的應用

5.1 精密工程測繪

近年來人們加大力度研究了GPS測繪技術，該技術取得較大的發(fā)展與進步，應用范圍不斷拓寬。GPS測繪技術已經貫穿到地質測繪工作中的各個環(huán)節(jié)，很顯然該技術的應用范圍相當廣泛，比如勘察設計測繪地點、設備安裝等等，在這些環(huán)節(jié)中的應用越來越廣泛。

此外，應用GPS測繪技術時具有相當明顯的優(yōu)勢，但這期間使用的儀器與設備大都比較精密，而一些精密的工程，如隧道工程，可以在地質測繪時先測繪兩端的控制點，測繪工作中對貫通線進行計算時可以發(fā)揮GPS技術聯測的作用，保障隧道貫通測繪結果更為準確，從而確定隧道的起點方向，最后開挖隧道并進行測繪，在此基礎上做好相應的地質測繪工作，讓該工程工序更簡單，提高隧道工程建設的整體質量。通過分析可以了解到，GPS測繪技術的應用測繪機會難度更高，測繪效益明顯提高，最大程度發(fā)揮地質測繪中GPS測繪技術的價值。

5.2 野外地質測繪

GPS測繪技術應用在野外地質測繪時首先需要做好測繪選點工作。野外測繪是整個地質測繪工作中不可忽略的一部分，這個過程中可以發(fā)揮GPS測繪技術對觀測點進行準確且快速地查找。

但是在實際的地質測繪工作中應立足相應的情況科學選擇測繪點，需要注意幾個方面的問題：一是全面了解勘測區(qū)域及其周邊的環(huán)境，對是否有核電站、高壓線進行觀測，避免其影響GPS信號。二是勘測區(qū)域周邊有湖泊或河流，應控制其與距離水面的距離，尤其要保證貫徹的結果不受水面影響。三是選擇站點時應保證觀測的地址目標無其他遮擋物，且保證其高度不低于15°，有效地避免障礙物影響觀測的目標。其次，測繪操作。受到人為因素影響下那么就算保證信息接收器位置固定不變，但是也不能確?？梢栽谕粋€時間段內將各個處于獨立狀態(tài)下的接收機開啟，因此工作人員在野外的勘探工作中必須發(fā)揮GPS儀器的作用對勘測區(qū)域內經緯度與天氣變化進行記錄，為后續(xù)處理相關數據提供良好的基礎[6]。同時，可以借助GPS技術做好動態(tài)與靜態(tài)觀測工作，實時監(jiān)控周邊環(huán)境，避免出現突發(fā)情況，提高業(yè)務測繪工作的穩(wěn)定性與安全性。

5.3 工程控制測量

開展地質工程測繪工作時可以以地貌、地形，以此為基礎開展三維刻畫工作。工程控制車輛有利于地質工程施工與設計人員全面地了解區(qū)域內的地貌條件與地形，這無論從施工組織還是設計工程圖方面分析均奠定良好的基礎。測繪工作人員選擇勘測工具時很難準確地獲取一些地形比較復雜的坐標與精準的高程，但是針對工作人員沒有涉及到的部分則很難提高數據的準確度。這就要求技術人員發(fā)揮GPS測繪技術的作用及時分析并解決傳統(tǒng)測繪工作中存在的問題。比如可以應用GPS-PTK技術，具體可以包含流動站、基準站與數據鏈，使用該技術開展測繪工程時需要立足目標區(qū)域內的三維坐標控制點安裝GPS接收器，之后對GPS衛(wèi)星進行持續(xù)跟蹤并調試。通過給基準站傳送衛(wèi)星獲取到的數據，相關工作人員可以對目標區(qū)域中的GPS衛(wèi)星信號進行檢測，并分時差處理，精準地計算移動接收器所處位置的高程與經緯度，提高地質測繪效果。

5.4 信息化測試圖像

當前時期我國信息化圖像處理技術、地質數據信息測量技術比較常用的有電子平板模式與內外行業(yè)一體模式。其中，收集地質結構信息時內外行業(yè)一體化是主要的模式，且在實際的工作中可以清晰地劃分整體結構的責任與內容，合理地管理各崗位工作人員。

通過傳統(tǒng)模式繪制測試地區(qū)不同程度的數據比例的地質構造，這個過程中更容易出現遺漏測量與重復測量的問題，由此可見，傳統(tǒng)的測量數據效率不高，無法保證質量。因此，為了解決當前存在的問題，還需要合理利用GPS車技術，這是實現信息成圖技術效果的關鍵。結合具體的測量操作可知，技術人員應以大比例為基礎做好地質數據測量工作，這個過程中可以按照一定比例縮放，滿足各類技術人員不用方向的要求。為了有效地降低信息成圖存在的誤差，還必須在收集信息時提高測量的精準度，尤其是要以相關標準要求為基礎做好控制點的信息和數據監(jiān)測。技術人員在實際的測量工作中應立足測量區(qū)域的土質結構與地形測量與搜集信息，按照一定代表著完成信息結構關系與信息數據，做好測試點的測量工作中應立足相關信息數據做好數據備份與技術儲存工作。

5.5 動態(tài)測繪

工作人員對監(jiān)測站進行選擇時應結合傳統(tǒng)的檢測位置，在此基礎上對GPS測繪技術進行安裝，最大化的給測繪工作衛(wèi)星提供保障，提高測繪數據的精準性。此外，開展測繪工作時發(fā)揮現代化技術如傳感技術的作用精準地對傳輸信息數據進行精準定位，深層次地分析數據，得出兩個觀測點的距離位置后提高三維坐標的精準性。測繪工作的開展工作中工作人員一方面應注意測量點的選擇應保證區(qū)域視野的開闊性，提高設備的安裝效率，為順利地開展測繪工作奠定基礎。另一方面，測繪工作技術后應確定傳輸信號的準確性，在此基礎上完成測繪工作，提高工作效率，一旦這個過程中存在信號誤差問題，很難提高測繪結果的準確性。

6 結論

綜上可知，隨著GPS測繪技術的可持續(xù)發(fā)展，該技術在礦產行業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮不可替代的作用，主要因為該技術的優(yōu)勢比較突出，如效率高、精度高、穩(wěn)定性強，推動我國礦產行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時，應用GPS測繪技術在減輕工作人員工作作業(yè)的基礎上有效地減輕人們的勞動強度。GPS測繪技術快速變化發(fā)展的過程中提高了智能化與自動化的水平，GPS測繪技術的應用提高了工作效率，因而深受人們的歡迎。因此，在未來人們進一步研究GPS測繪技術后必然可以提高該技術的整體性能，拓寬應用范圍，推動我國經濟的良性發(fā)展。