基于GPS的矿山地质工程测量技术应用
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摘 要：近些年，GPS技术已经广泛地运用到了社会发展各个领域中，工程测量领域也因其具备的高效率、高精度以及全天候等特性得到了较为深入的运用。矿山测量是测量领域的一种，传统的矿山测量方法存在各种缺点，比如无法较为精准地得到测量结果，在这种情况下，GPS技术在矿山测量的应用越来越受到工作人员的欢迎，逐步取代传统的常规测量方法。该文对GPS技术在矿山测量中的实际应用展开了分析。
关键词：GPS技术 矿山测量 测量方法 使用 探讨研究
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）03（b）-0053-02
矿山测量的传统方法常规三角、导线测量由于数据精确度较低等缺点已慢慢不能满足矿山测量的工作要求，GPS技术恰好满足了现代矿山测量的需求。矿山测量是矿山建设项目和生产阶段特别重要的一环，测量的结果要提供服务于矿山生产。在归纳和总结以往的经验和方法之后，寻找到GPS技术能满足矿山测量的要求，这有助于深入研究现阶段的矿山测量现状。
1 GPS技术的概念和特点
GPS技术（全球定位系统）是美国研制出的第二代卫星导航系统，是由3个主要部分组成：空间部分、地面监管部分以及用户接收数据部分。GPS空间部分是由24个卫星组成，它们分工不同，部分用于导航，一小部分作为备用卫星;地面监控部分则分布在全球，由不同的跟踪站组成，这些跟踪站又能分为主控站、监控站和注入站;用户接受部分就由接收机和处理数据的软件以及硬件设备组成，用于接收卫星发出的信号之后利用信号进行定位导航等功能。
GPS技术有着高精度、测量时间短、操作简单和能全天工作的优点，在测量领域可应用于大地测量、各类工程的测量、城市的测量以及变形测量等领域，随着科技发展，已经逐步变成了一种重要的常规测量手段。
2 GPS技术在矿山测量的原理和使用
2.1 GPS技术在矿山测量的原理
GPS测量是选择两台以上的接收机，放于基线的每个端点上，通过测量观测站之间的具体位置，选择已知的点和基线坐标，形成GPS的控制网，接收同一个GPS卫星发射出的同一时间的信号，再通过数据在软件计算处理后得出需要测量的控制点，进行比对后整合并改正，从而得到物象的精准坐标。
2.2 GPS技术在矿山测量中的使用
2.2.1 GPS技术在地形测量中的使用
在之前的传统测量地形时候需要先在测量范围内建立图根点和控制点，还要在图根点上建设全站仪和经纬仪，再配合工具进行测量绘图。这种测量方式至少需要2～3人去测量四周的地物地貌等，但如果使用GPS技术进行地形测量，一次就能测出十几平方公里的测量区域，不会受到天气的限制，能够全天候地工作，不需要考虑测量点之间的通视，还不存在数据积累出现的误差。这大大提高了工作效率、节省了成本，还能避免重复构建站点和移动站点带来的误差，使数据更为专业精确，只要测量结束就能使用绘图软件直接绘制出地形图。
2.2.2 放样
测量中一个重要应用分支是放样，由于露天采矿都需要钻孔、采场路、平台的边界、开采的边界等不同的放样，这要求把图上设计好的点定位在实地标记出来。传统的放样方法有很多，比如经纬仪交会放样和全站仪的边角放样等，这些放样方法都需要来回地架设仪器，还要求可视度好，如遇到特殊的复杂情况还要借助其他方法才能进行测量。如果采用RTK（实时动态）技术放样，使用固定和流动的接收机对数据整合，只需要把设计好的点位坐标输入到电子手簿里面，再拿着GPS接收机，就会提示你走到需要放样的位置。
2.2.3 GPS在大型露天矿山的验收
传统的测量仪器一般都是不能完成大型露天矿山工程的验收工作，相关单位考虑建设CORS系统，不用人时刻值守，验收的工作人员能直接通过制图软件运用GPS生成的一体化数据链，大大减少了数据输入时和传送过程中产生的误差，完全实现了全称数字化自动化。另外在使用GPS对数据进行测量时，遵守其连续性、可靠性等原则，和周边的地级市单位基站系统等建立关联，形成共同的GPS 网络体系，能提高系统所覆盖的范围和广度、精度，进而建立全面化的多基站系统。
2.3 GPS技术在矿山测量中的使用流程和措施
2.3.1 准备工作
使用GPS技术进行矿山测量时，第一步应该首先对矿区进行勘测，然后根据勘测的特点和结果完成准备工作。点位的选择对于后续观测工作的有序开展和测量结果确保准确性有着非常重要的作用。所以在点位的选择上要有认真负责的态度，坚持以下原则：（1）挑选点位要建立在方便放置接收装置的地方，视野要宽阔，相对较高的点比较好。（2）点位的位置要可见度高，附近不能有任何的障碍物存在。（3）点位要设置在没有大功率无线电发射源的位置，附近也不能有高压输电线和微波无线电信号传输线，否则容易干扰信号间的传输，会给矿山测量的结果带来严重影响。（4）点位的周围也不能存在大范围水域和其他影响卫星信号的物象，以免降低卫星信号的接收效果。（5）点位的选择要交通便利，方便安置其他有关的装置设备，并且安装地基要稳定，以免倾倒。
2.3.2 准确无误的标志埋设和合理安置基准站
标志的埋设，一般是选择有中心标志的标石，挑选完成的点位要及时做出标志，能在工作时候快速找出，标石要坚固、无损坏，能够长时间保存和利用。而基准站的设立相对来说较为灵活，可以设置在已知的精确坐标上，也可以设立在未知的点位坐标上，但是基准站的设置必须选择在地理位置比较高的地方，还需要无遮拦，电台信号覆盖也需良好。为了防止多重路径效应和数据的遗失，基准站的几百米内最好不能出现无线电发射台和高压电线等设施。
2.3.3 GPS技术的施测和放样
准备阶段工作都已经完成之后，就要开始进行施测。观测的关键点在于如何获取GPS卫星信号，并且对其加以跟踪、处理和测量等，然后得出相关的定位信息和测量出的数据。施测的操作非常简单，每台移动站只需要一个人就可以进行测量工作，但是每次在开始工作前都应该对已经掌握的控制点进行检测，确保检测系统都准确无误之后，才能进行后续工作。实时动态RTK处理数据相对来说也很容易，采集的施测坐标可以通过数据传输系统，直接down入电脑，接着进行图形编辑，也可以整理后进行打印。钻孔放样中，RTK实时动态也能提供实时导航数据，能快速定位，还能提供定位的精确度。利用GPS-RTK放样，既能提高工作效率，还能减轻工作人员的压力和工作强度，能够满足矿山测量的需求。
3 结语
GPS技术在矿山测量的使用中，改变了传统测量方法带来的复杂程序和较为麻烦的过程，作为控制测量的首选，对于矿山的勘测和作业都起到了变革的作用，对于矿山测量的效率和精准度都有几何倍的提升。如今，GPS技术在地质测量尤其是矿山测量中受到越来越多的重视，对于矿山测量来说是比较理想的选择，既能省时省力，还能节约人力和各项资源等成本，效率高、灵活度高以及精准度也较高，在矿山工程中有着非常好的发展前景。但是GPS技术对于信号的依赖性很強，如果矿山在一些比较偏僻的地方，信号也容易丢失，测量就会失准，因此，矿山测量还需要与传统测量方式相结合，发挥各自优点，这样才能加快矿山测量的速度，提高精准度。
参考文献
[1] 廖载邦.矿山地质工程测量技术分析[J].科技资讯，2017（13）：61.
[2] 唐纯明.论工程测绘中GPS测量技术应用及特点[J].世界有色金属，2017（2）：94.
[3] 黄枭昌，罗利君.前工程测绘中GPS测量技术的应用探讨[J].四川水泥，2017（10）：130.①作者简介：周大勇（1985—），男，汉族，辽宁丹东人，本科，工程师，研究方向：测绘工程。
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