GPS技术在矿山测量中的应用

张贵永

摘要：传统矿山测量主要采用常规三角与导线测量等技术， 由于作业效率较低， 精度不高， 因此已无法满足现代矿山测量农作需要。如今， 随着矿山测量技术的发展， GPS 技术获得了广泛的应用。通过GPS 技术的引入， 能够有效地进行矿山的测量， 并对矿产开采的施工材料、施工信息等实现全面的掌握， 从而有效地调动人力、物力与财力， 并最大限度的减少生产成本， 提高工作效率， 缩短工期， 保证工程效益的最大化。

关键词：GPS技术；矿山测量；土石方测量；应用

引言

要提高煤矿产业的开采质量与效率就必须采用先进的技术，先进的测量技术也是煤矿产业持续发展的重要保障，GPS技术作为有效的先进技术在煤矿测量中已得到广泛应用。提高煤矿产业开采技术就必须保障测量人员的综合素质及专业技术水平能有效提高，并且需要测量人员不断更新理念，切实掌握好现代测量技术的使用流程，从而提高测量精度及准度。

一、GPS 技术与矿山测量

（一）、GPS 技术的简介

GPS 是全球定位系统的简称，发源于美国。在1964 年正式投入使用，由于其具有很大的优越性，所以能在很多领域倍受关注，其自身的全球性，连续性，实时性等特点更是使自身能在不同的场合，不同的领域都发挥着不同的作用。它自身既可以做到定位导航，又可以做到实地测量，除此之外还具有良好的抵抗外来干扰能力和保密能力，可谓功能强大，多才多艺。近几年来，随着科学技术的不断发展，GPS 技术更是被广泛运用于全球各个国家与地区，被广泛运用于各个领域，并且在其原有的基础上不断得到了发展，取得了辉煌的成就。

（二）、GPS 系统的组成

1、GPS 系统的空间组成

在空间领域中，定位系统由卫星组成。包括实施信息采集传输的主卫星和替补功能的附属卫星。不同采集任务的卫星系统运转航线都不相同，处于平行位置，即使有需要重叠的点也会在时间上做出规划。GPS 定位卫星的高度距离地面20200 公里。系统中包含信息传输装置，图像采集系统。对其轨道的规划设计中会保证全方位覆盖地球，不存在盲区。

2、GPS 系统的地面支撑系统

地面由接收雷达、数据处理基站、图像计算生成等系统组成。通过编码的设定实现对信息的接收任务。可满足不同工作的需求。接收天线通过感应电磁波而进行工作。整理信息的同时还包括卫星的监测系统，掌控卫星在空间运转情况，解决出现的问题。

3、GPS 系统的用户设备部分（GPS 接收机）

用户端会有一个相对简单的接收装置。这种设备构成元件简单，传递来的信息已经经过了严谨的分析计算，用户端只做接收准备就可以。结构组成包括可以呈像的显示设备，接收信号的IC 线、以及提供系统运转能量的设施。

（三）、GPS工作原理

总体而言，GPS 是利用全球定位卫星来工作的，实时的定位与检测。主要是全球定位卫星，控制站与地面信号接收机在发挥着巨大的作用。它通过地面信号接收机接收来自多个定位卫星对测定点的位置测定信号，然后利用空间距离后方交会的测量方法，来确定测定点的具体位置，最后对其进行实时定位，导航，测量。

矿山测量会随着社会的发展发生动态的变换， 其应用领域也发生着不断地变化。如今，矿山测量运用的GPS 技术越发成熟，由于计算机系统能够对测量信息实现实时获取，并进行分析与处理， 因此计算机技术的应用使矿山测量获得了更大的发展。矿山测量普遍应用于矿山的勘探、开发与运营， 在金属矿、有色金属矿与煤矿的生产过程中发挥着巨大的作用；同时能够对地表及地下的资源、空间与环境进行信息采集，为资源开发与环境的保护提供了有力的帮助。

二、GPS在土石方工程测量中的应用

大型土石方测量最常用的仪器是GPS（全球定位系统），因为GPS测量精度高、分辨率大、应用极为广泛，完全可以取代传统测量，尤其是三维定位、地籍测量的应用是其他测量技术不可比拟的。GPS测量系统的特点能够克服地形、气候、季节、通视困难等诸多不利因素的影响。而且操作简单，使用方便，一旦校正好点位后，不需要通视，测量速度快，效率高，每天最多可以录入5 000个点位以上。同时GPS数据的录入、储存以及处理速度更加高速化，数据导出也方便，需要的操作人员很少，综合效益尤为突出。对于测量精度的掌握情况来看，一般大型土石方的测量精度不低于1誜500的比例，在测量时要注意的是乱掘地（ 高差在50cm以下）一般最少15m取一个高程注记点，对于坡坎，需要在坡坎顶和坡坎底分别注记高程，道路中线上每隔3米左右要注记一个高程，居民区的空地和胡同内部要注记地形点，山顶、坑底、山脊、山谷等特征地方也要注记高程，便于把数据输入电脑后，读图人员能够掌握地貌情况。

由上可以看出CPS测量在大型土石方工程测量中具有以下优点：

第一，由于可全夭候进行测量和测点之间不需通视等優点，GPS测量非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区的工程测量工作。第二，GPS测量精度高，极大地提高了测量结果质量。第三，提高作业效率，减少作业强度。GPS测量自动化程度很高，整个作业过程由微电子技术、计算机技术控制、自动记录、自动数据预处理、自动平差计算，测量作业效率是常规测量的3倍以上。GPS已经广泛应用于国民经济的各个行业，我们正在享受着它带来的各种好处。

三、矿山测量中GPS技术的发展前景

由于市场经济及科学技术不断发展，矿山测量技术也在不断发展，全球定位系统技术逐渐发展成为矿山测量技术的关键，极大地促进了矿山测量技术的发展。利用GPS技术中快速静态监测方法可以对矿山区域的管道与线路勘测、绘制地形图及矿区总体测量控制都提供了有利依据，并且也为矿山产业的基础建设及矿产建设提供合理的数据，为矿山产业的实际工作带来很大帮助，从而提高了矿山产业的社会效益及经济效益。虽然GPS技术拥有很大优势，但是并不是可以保障所有矿山产业的质量，随着开采范围及规模不断扩大，对GPS技术的要求也越来越高，并且该技术对接受信号的要求也变得更高。由于在井下岩层中受到接受信号质量的影响，使GPS技术不能发挥应有效果。在这样的特殊情况下，还可以采取把超声波当作接受信号的载体，以达到传输信号的作用。因为超声波不受岩层的干扰，可以穿透岩层，从而提高定位技术的准确度，但是，现阶段所能接受的岩体反馈信息还不全面，并且不能准确分析，因此，就使测量技术的准确性和有效性被制约。

结束语

土石方测量是一个系统化的工作，需要根据现场实际条件，制定针对性的方案，合理布置测设点位。利用GPS 技术可以有效加快测量的过程并提高测量精度，对这一块的造价控制具有明显的指导作用。完善方案制定、提高GPS 技术水平和仪器精度，对不仅仅是土石方的测量工作都具有重要的现实意义。

参考文献

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