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摘要：隨著我國科技發(fā)展，礦山測量工程要求的標準更高。gps技術(shù)作為現(xiàn)階段較為成熟的新型科學技術(shù)，運用到礦山測量工程中具有較高的靈活性和實用性，能夠提高工程測量的精準度，有利于提高礦山測量工程質(zhì)量和效。本文闡述GPS技術(shù)及其在礦山測量中的應(yīng)用原理，結(jié)合實例對其進行分析，為礦山測量工程提供幫助。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；測量工程

如今GPS技術(shù)能夠向全球用戶提供高精度的時間信息、速度和三維坐標等技術(shù)參數(shù)[1，2]，在地形地貌測繪、礦山施工等領(lǐng)域中已被大范圍推廣使用，尤其是礦山工程測量。礦山工程設(shè)計階段能夠利用GPS技術(shù)實現(xiàn)跨地域、空間限制的工程測量，能夠?qū)ΦV山施工建設(shè)全過程進行監(jiān)督和控制，提高工程測量的效率和質(zhì)量，為推動我國礦區(qū)測量行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮巨大作用[3，4]。

1GPS技術(shù)在礦山測量工程中的應(yīng)用

1.1GPS技術(shù)特點GPS技術(shù)主要有以下特點：①測站間無需通視：提高了選點的靈活性和方便性，但在使用過程中需保證測站上空是開闊的，防止GPS衛(wèi)星信號受到干擾；②定位精度高：一般情況下，雙頻GPS接收機基線精度為5mm+1ppm，且大量試驗表明，在小于50km的基線上，其相對定位精度可達到12×10-6，在100-500km的基線上，其相對定位精度可達到12×10-6-12×10-7；③觀測時間短：采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)時，每個控制點的觀測時間一般為30-40min，若采用動態(tài)定位技術(shù)，觀測時間會更短；④操作簡單。GPS地面儀器操作相對簡單，僅需操作人員掌握基本的測量和操作技術(shù)即可完成實現(xiàn)對GPS的有效使用，比如在測量過程中，僅需將儀器、電線等設(shè)備進行連接，這些設(shè)備即可自動完成數(shù)據(jù)的觀測、記錄和處理工作。另外，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，觀測設(shè)備逐漸朝著信息化、自動化和智能化的方向發(fā)展，這種情況下可減少操作人員的勞動強度；⑤實時測量。由于GPS衛(wèi)星在空間分布上呈現(xiàn)一定的均勻性，可實現(xiàn)GPS技術(shù)測量的實時性和可靠性，即可全天候開展測量作業(yè)；同時在礦山工程測量過程中，除了雷電、暴雨等惡劣天氣外，該系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用基本不受空間、地點和時間的限制，因此，將GPS技術(shù)應(yīng)用于礦山測量工作中具有一定的有效性。圖1GPS技術(shù)基本原理圖

1.2GPS技術(shù)的應(yīng)用原理GPS系統(tǒng)主要包括以下三個部分：一是空間部分，該部分主要由24顆空間衛(wèi)星組成；二是地面控制部分，該部分主要由控制站、通訊系統(tǒng)、監(jiān)測站等組成；三是用戶裝置部分，該部分主要由信號接收系統(tǒng)、衛(wèi)星天線和用戶設(shè)備組成。目前，該系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于汽車導航、測量工程等領(lǐng)域中。在實際測量工程中，需在測量位置架設(shè)GPS接收機，在某一時刻會同時接收三顆以上GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導航電文，[1]李廣春，戴吾蛟，曾凡河.抗差移動平均在GPS自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].大地測量與地球動力學，2016，36（1）：85-88.[2]李秋紅，辛長江，許康生，等.差分GPS在中國地磁監(jiān)測網(wǎng)地理方位角測量中的應(yīng)用[J].地震工程學報，2015，37（3）：862-866.[3]田發(fā),李建.GPS控制網(wǎng)在礦山測量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2011(4):52-53.[4]趙卓輝，王海濤，楊耀，等.GPS定位測量技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2014，45（5）：396-399.在對相關(guān)數(shù)據(jù)進行科學處理和計算后，可得出該時刻GPS接收機到GPS衛(wèi)星的距離，且經(jīng)過接收衛(wèi)星星歷可獲取該時刻這些衛(wèi)星的空間位置，進而利用距離交會法對測量位置的三維坐標進行計算。一般情況下，GPS測量中常用的兩類坐標系統(tǒng)為空間固定坐標系統(tǒng)和地固坐標系統(tǒng)，而在礦山工程測量中多采用地固坐標系統(tǒng)。比如WGS-84世界大地坐標在實際使用過程中，需根據(jù)坐標系統(tǒng)間參數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果來計算出所使用的坐標系統(tǒng)的坐標，以將地面控制點位置和GPS觀測結(jié)果更好的呈現(xiàn)出來，有利于保證GPS測量結(jié)果的精準度。

1.3GPS技術(shù)在礦山測量工程中的具體應(yīng)用礦山測量工程中主要應(yīng)用了GPS技術(shù)的兩大功能，一是動態(tài)測量，主要利用衛(wèi)星系統(tǒng)將已獲取的三維坐標點定位實地放樣到地面上，其定位測量精度可有效滿足礦山勘查的需要；二是靜態(tài)測量，主要利用所接收到的衛(wèi)星信息來確定地面某一點的三維坐標，多應(yīng)用于礦山控制網(wǎng)的布設(shè)中。具體內(nèi)容為：1.3.1在加密控制點中的應(yīng)用在礦山測量工程中，原有平面控制網(wǎng)中的一些控制點極易遭到破壞，不利于保證控制網(wǎng)的精確度，而GPS技術(shù)在控制點加密中的應(yīng)用，可精確找到控制點定位的坐標點，并對其進行加密工作，以保證控制點的精準度。1.3.2在植被茂密地區(qū)的應(yīng)用在礦山建設(shè)過程中，植被茂密地區(qū)是較為常見的，利用傳統(tǒng)的測量手段難度較大，而GPS導線控制測量方式的運用可有效克服通視困難，保證工程測量工作的及時性和有效性。具體內(nèi)容為：在保證良好通視的條件下，按照一定距離合理設(shè)置GPS控制點，在對這些控制點進行加密處理后，再在相鄰兩個控制點范圍內(nèi)開展放線測量工作。1.3.3實時動態(tài)技術(shù)在測量放線中的應(yīng)用：（1）道路的縱橫斷面放樣。放線工作在礦山測量工程中占據(jù)重要地位，而GPS技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提高了工程測量的工作效率和質(zhì)量。在道路縱斷面放樣工作中，首先要將需放樣測量的數(shù)據(jù)輸入并存儲到電子程序中，再在施工現(xiàn)場利用實時動態(tài)系統(tǒng)內(nèi)置的放樣程序開展放樣測量工作；道路橫斷面剛放樣工作流程和縱斷面相同，但在工程開展前需將道路橫斷面的形式確定下來；（2）路線中樁放樣。利用實時動態(tài)技術(shù)對礦山中線進行測量，可在保證放樣點獨立性的基礎(chǔ)上，快速確定中線放樣點的位置，同時可將放樣點誤差控制在合理范圍內(nèi)；（3）測繪大比例尺地形圖。在礦山工程建設(shè)中，中小比例尺地形圖并不能有效滿足工程建設(shè)的需求，在一些局部地區(qū)需更新或補測大比例尺地形圖，而實時動態(tài)技術(shù)的運用可實現(xiàn)測量信息的快速采集，進而提高可繪圖的效率。

2實例分析

2.1實例概況某礦區(qū)面積16km2，該工程要求在全線進行礦山四等控制點加密工作，將控制點布設(shè)礦區(qū)兩邊150-1200m，布設(shè)點之間的距離為1300-1600m，在礦山周圍均布設(shè)GPS點。

2.2平面控制測量野外觀測主要使用HD8200B遙控型一體化單頻GPS靜態(tài)接收機，共布設(shè)4臺，接收機的平面精度和高程精度均滿足了控制測量的精度要求，對每個控制點的觀測時間控制在0.5h左右，并利用相關(guān)軟件進行基線處理和平差計算。該礦山共采集到五個三級控制點，分別為：159ASN、160ASN、WJ01、WJ02、WJ03，其中將WJ01、WJ02、WJ03作為網(wǎng)平差中的已知起算點，通過計算得出該四等網(wǎng)中最弱點位中誤差為33.3mm，最弱邊相對中誤差1/26834，可見控制網(wǎng)的各項指標均滿足國家四等網(wǎng)的技術(shù)要求。另外，該路段近20km的GPS控制網(wǎng)僅安排2個外業(yè)組、2名作業(yè)員、4臺GPS接收機，約花費三天時間完成全部的測量工作，大大提高了工程測量效率。

3GPS技術(shù)在礦山測量中應(yīng)注意的問題

盡管GPS技術(shù)在礦山測量中已得到廣泛應(yīng)用，但在具體測量中仍存在一些測量精度不達標或采集數(shù)據(jù)無法解算的問題。在利用GPS技術(shù)進行道路測量的過程中，由于多種因素的共同作用會在一定程度上影響GPS測量的精準度，與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，其雖在很大程度上提高了測量的通視性，但叢林、山峰、建筑群等因素或多或少的會影響測量精度，甚至會出現(xiàn)局部無法測量的喜愛你想。另外，測量人員若無法熟練掌握GPS測量技術(shù)的操作流程或知識，也會導致GPS測量精度和工作效率的下降。因此，在采用GPS技術(shù)進行礦山測量的過程中，應(yīng)對測量工作中存在的問題進行客觀分析，盡可能提高測量通視性，降低外在因素對GPS測量精度的影響，同時還需對操作人員進行定期培訓，提高操作人員對GPS測量技術(shù)的熟練度，以提高GPS測量水平，進而保證礦山施工質(zhì)量。

4結(jié)語

綜上所述，在礦山測量工程中運用GPS技術(shù)具有可行性，比傳統(tǒng)礦山測量技術(shù)測量結(jié)果更加準確、效率更高，已經(jīng)成為現(xiàn)階段構(gòu)建礦山控制網(wǎng)絡(luò)的重要手段，不僅極大減輕工程人員的勞動強度，還為礦山工程測量效率和質(zhì)量提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，礦山測量行業(yè)應(yīng)該增大GPS技術(shù)的適用范圍，結(jié)合工程實際情況具體調(diào)整，為礦山測量事業(yè)提供支持。

參考文獻：

[1]李廣春，戴吾蛟，曾凡河.抗差移動平均在GPS自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].大地測量與地球動力學，2016，36（1）：85-88.

[2]李秋紅，辛長江，許康生，等.差分GPS在中國地磁監(jiān)測網(wǎng)地理方位角測量中的應(yīng)用[J].地震工程學報，2015，37（3）：862-866.

[3]田發(fā),李建.GPS控制網(wǎng)在礦山測量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2011(4):52-53.

[4]趙卓輝，王海濤，楊耀，等.GPS定位測量技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2014，45（5）：396-399.

作者：向新華 單位：湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一四隊