GPS技术在矿山控制网测量中的应用

叶于明

（江西省地质矿产勘查开发局物化探大队，江西 南昌 330002）

随着现代科学技术的快速发展，矿山测量工作也引入了现代先进的科学技术，如GPS技术等，与传统的测量技术相比，新的测量技术不仅提高了测量精度，更是节省了大量的人力、物力资源，提高了社会经济效益[1]。

1 GPS技术的原理和优势分析

GPS技术以定位技术为主要组成部分，其中，定位技术由基准站、数据链和流动三部分组成，有效的实现了动态监测，通过基准点、控制点与卫星之间的完整运转，完成相应的测量工作。GPS技术的优点主要表现在以下几个方面：一是减少了受控因素，与传统的测量技术相比，GPS技术受天气、气候、地形等影响较小；二是测量范围明显增加，减少了搬动仪器的频数，一般来说，GPS技术可以一次完成半径10km范围内区域的测量工作，极大程度上减少了测量仪器搬动的频数，提高了工作效率；三是测量精度提高，GPS技术的测量精度明显有所提升，不存在误差积累问题；四是自动化技术程度明显提高，可以自动完成7d内的未知数据动态初始化解算工作，减少了辅助测量工作。

2 GPS技术在矿山控制网测量中的应用

2.1 GPS控制网布设

GPS系统在矿山控制网中布设要根据实际工作的比例尺要求进行确定，如在某金属矿山中，一般选择GPS系统作为矿区的首级控制网。通常情况，在矿山首级控制网的布设过程中采用边相连接的形式，控制网的平均长度应该严格控制在0.2km～0.5km之间，在控制最弱的边上其相对误差也应不大于1/40000。众所周知，GPS系统接收机的固定差是不大于1cm的，结合比例误差系数应不大于20，其各项技术要求也满足全球定位技术[2]。如某矿山控制网布设按照从整体到局部、从高级到低级的布设原则共布设了E级GPS控制点（首级控制网）5，联测GPS国家控制点2个。

2.2 GPS控制网选点

GPS控制网中首级控制网和加密点的选点应按照一定的规范要求执行，通常应充分考虑以下几个方面内容：①控制点与加密点的选点要符合规范要求，并且要充分考虑其他测量手段的配合使用，因此，所选点以能够满足其他测量手段的基本要求为准；②控制点与加密点的选择要考虑矿山的整体状况，利于矿山安全工作，能够长期保存；③所选点位的周围地势较为开阔，可以满足设备的安放和操作，此外，被测卫星的地平高度角大于15°；④所选点位要原理具有大功率发射源区域，其距离应大于200m，也要原理输电线路，其距离大于50m为宜；⑤在控制点和加密点周围没有强烈干扰卫星信号的物体存在；⑥所选点位的交通以便利为基本原则，且不易被破坏。

2.3 GPS控制网点埋石

GPS点标石及标志规格有着严格的要求，GPS控制点埋设永久性测量标志，中心标志为不锈钢材料制作，中心刻有清晰、精细的十字线，标志顶部为圆球状，顶部高出标石面，标志满足平面、高程共用。采用预制标石，标石上面20cm×20cm，底面30cm×30cm，高60cm，埋设时标石周围用土石夯筑；为便于保护标志，标石埋入地表以下30cm～50cm。

2.4 GPS控制网施测

表1 GPS点观测技术参数

①GPS点观测方式：选择经过检验的3台中海达V30 GNSS RTK接收机进行同步观测，采用静态测量模式。②GPS点观测技术参数，按照规范《全球定位系统（GPS）测量规范(GBT 18314-2009)》进行技术参数设置及允许范围，符合规范要求（表1）。③观测前编制了卫星见性预报表，研究所要观测点的最佳时间段，并制定了工作计划。④出发前检查了电池电量和接收机内存或磁盘容量是否充足。⑤天线基座严格对中置平；天线高测前、测后各量取一次，误差≤3mm，取中数使用。⑥在观测期间每一台接收机有专人看管，防止震动、移动，防止人和物体靠近天线。⑦测量手簿按作业程序，由作业员认真逐项填写，手簿记录清晰、整洁。⑧在观测期间，不在接收机旁边使用对讲机；雷雨过境时关机停测。⑨观测中接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，均及时将数据转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据无丢失。

表2 同步环基线质量检查

表3 异步环基线质量检查

2.5 GPS数据处理

基线解算及检核：本次基线解算采用中海达HGO数据后处理软件进行处理，按照规范《全球定位系统（GPS）测量规范(GBT 18314-2009)》进行解算，解算结果表2、表3。

本次基线解算采用双差相位观测值进行基线解算，以双差固定解作为最终结果，从以上基线质量检查表中可以看出，各基线分量限差均在总限差误差范围内，基线解算合格。

3 结语

综上所述，本文以某金属矿山控制网测量工作为研究对象，讲述了GPS技术在矿山控制网测量中的应用。通过实例可以得出，GPS技术与传统的技术相比具有更高的测量精度、全天候、全方位，成本更低的优势，因此，在矿山测量中具有广阔的应用前景。