浅谈矿山控制测量中GPS技术的应用实践

张苏强

（新疆金旺矿业发展有限责任公司，新疆　乌恰　845450）

浅谈矿山控制测量中GPS技术的应用实践

张苏强

（新疆金旺矿业发展有限责任公司，新疆乌恰845450）

摘要：在科技日新月异发展的今天，GPS技术被广泛应用于社会生活的方方面面，尤其是在矿山控制测量中，GPS技术的作用已经举足轻重，不仅在很大程度上决定着测量的效率，而且发展潜力巨大。本文首先阐述了GPS技术的工作原理和特征，然后在具体的矿山控制测量实践在分析其应用，最后探索了GPS-RTK技术的进一步应用。

关键词：矿山控制测量；GPS技术；GPS-RTK技术

随着社会的进步，科技在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，尤其是通信信息技术的普遍应用，以GPS技术为例，其应用不仅涉及土地和地形测量，而且可以监测工程、变形、地表沉陷等，其优势逐渐显现，是海、陆、空精准定位和精密测量中必不可少的技术。

1　GPS技术的工作原理和特征

1.1GPS技术的工作原理

GPS定位系统是由基准站、数据链、流动站三个环节构成的，目的在于实时监测动态信息，将较高控制点的精度作为基准点的原理，在地面的接收机可以连续观测卫星，在流动站内的接收机除了接收信号，还要通过无线电传输设备接收基准站的观测信息，按照相对定位原理，流动站内的计算机手薄可以实时显示测量精度和三维坐标。通过这一系列完整的运转，我们就可以根据各自的需求获取实时监测点的数据观测质量和基线结算结果情况，并按照监测点的精度指标决定观测时间，目的在于最大限度地提高工作效率。由此可见，GPS技术的内部运行已十分完整成熟，可以将其应用于通信信息技术的方方面面。

1.2GPS技术的特征

在已有的矿山控制测量实践中，GPS技术已经向人们展示了其全方位、多角度、高精度、全天候的优势，除此之外，其还有其他优缺点。

GPS技术在矿山控制测量中的优点主要表现在以下方面：（1）可以改变过去测量速度和精度受天气、地形、气候等因素影响的弊端。通常情况下，GPS技术能够实现一次性测量方圆10km的区域，彻底转变了过去多台测量仪器多次搬动的现象，大大提高了测量效率。（2）GPS技术依然可以及时实现高精度的定位，并获取安全有效的数据，且无误差积累。（3）GPS技术的自动化控制能够完成不同的内外作业测量，自动完成长达7天的未知数动态初始化解算，最大限度地减少辅助测量工作，并且自动控制和记录测量精度，从而实现整个过程的自动化运转。

GPS技术在矿山控制测量中的缺点主要表现在以下方面：（1）GPS技术在观测中是否一直保持工作状态，其获取数据是否值得信赖，数据链通讯是否正常等无法准确保证。（2）在我国部分山区，GPS技术在作业时会受到高程异常值的局限，其转换精准度不是很准确，误差较大，导致GPS技术在海拔高程的工作很难实施，出现不均衡的精准度现象，从整体上降低了高程测量的精准度。（3）GPS技术在其正常作业时会偶尔出现某区域或某时间段的解算时间较长现象，甚至不能得到固定的双差值。

2　GPS技术在具体矿山控制测量实践中的应用

以某金矿矿山工程为例，研究GPS技术在其实践中的应用。

2.1在控制网中的设计

将GPS技术设为该矿区的首级控制网，主要通过边相连接的方式进行，将控制网的长度保持在0.2-0.5km之间，最弱的边缘相对误差必须小于等于1/40000，GPS技术的接收机作为标称精度的固定差应该控制在10mm，比例误差系数应该控制在20。为了使所有技术都符合GPS的测量规范，该矿区设置的控制点包括5个起算点和6个加密点。

2.2选点和埋石情况

根据该矿区的地形地貌展开初步设计，地图比例设定为1∶10000，接着以保证GPS作业正常运转。由于该矿区的地貌大部分由片麻岩和安山岩组成，所以在实际操作中刻GPS中心标志时应该选择结实的岩石，并采用红油漆填涂，这样不仅利于保存和使用，而且大大降低了花费、节省了时间。

2.3观测工作

该矿区在测量选择仪器时选择了四台单频的GPS系统接收机，其精准度的平面为5mm+1.5ppm，高程为6mm+1.5ppm。为了更好地实现观测目的，应该做到以下几点：（1）不能重复建设观测站，概率保持在百分之六十以上。（2）每个时间段的观测时间均不能超过1小时。（3）卫星观测必须保持在150的高度角以上。（4）保持至少4颗的有效观测卫星。（5）点位几何的图形强度因子必须小于6。（6）在观测数据采样时，时间间隔应该是15秒。（7）观测前后的量为天线高，二者较差必须少于3mm。

3　GPS-RTK技术在具体矿山控制测量实践中的应用

图纸测绘和矿区地形测绘是目前矿山建设阶段各项工作的重要组成部分，但随着社会的快速进步，一方面促进了矿山的自身建设，另一方面也为决策者提出更高地要求，尤其是测量图纸的现实性。测量工作者在修测并补测区域地形的基础上，还必须进行广泛的规划地形图和专用地籍图研究，而GPS-RTK技术则很好地解决了这一问题，与过去的测量方式相比，这一技术的应用不仅很大程度上减少了工作量，而且大大提高了工作效率。

4　结语

与过去传统观测技术相比，GPS技术以其优越的成本、精准度和工作效率等优势迅速被应用于测量工作，更能成功克服地表障碍、地形崎岖、山丘过多等难题，转变了过去控制网不灵活、受通视条件限制较大、观测精准度不够高的的弊端，但其自身缺陷也不容忽视，所以在具体实践中，应该因地制宜地展开观测工作，将GPS技术的优势发挥到最大。

参考文献：

[1]马永健,张武英.GPS测量技术在地籍测量中的应用[J].重庆科技学院学报（自然科学版）,2013（05）：131-134.

[2]李妍；张云慧.GPS技术在煤矿勘探平面控制测量中的应用[J].黑龙江科技信息, 2013（15）：156-157.

[3]赵志辉.关于GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度研究[N].科技创新导报,2013（35）：167-168.

作者简介：张苏强（1985—），男，山东菏泽人,本科，助理工程师，主要从事矿山测量技术工作。