基于GPS的矿山工程地质灾害检测研究

张 赫

（辽宁省有色地质一〇六队有限责任公司，辽宁 铁岭 112000）

矿山工程和人类社会经济的发展密切相关。掀开人类历史文明的发展历史，社会的演变，个国家的更替都离不了矿山工程的进步[1]。比方说，从史前社会一石器时代一铁器时代一原子时代，甚至到了现在的信息时代，社会经济的发展与人类文明的过渡都双双取决于矿山的选址、开采、冶炼程度。采矿业在中国最少已经有了几千年的发展历史，且在相当长的一段时间内其经营权始终掌控在国家统治者的手中。可是人们仅仅看到它对社会经济和居民生活发展的有利影响，却忽视了由于人类不合理的开发、冶炼，导致的消极影响，包括严重破坏生态环境，引发大量地质灾害，削减人类生存空间。矿山工程是其他工业发展的基础，所以，矿山工程的开发利用对社会发展与国民经济的跃升起着极其关键的作用。

矿山生产经营基于其日常工作的特别性，在安全意识方面尤为看重，相比于其他行业在这方面要更为复杂，从调查数据上能够看出，矿山工程中安全隐患事故的发生率要远远高于其他职业[2]。尤其是最近几年以来，全国矿山每年因为矿山事故的死亡人数已经占到全国事业单位职工意外伤亡总数的6百分之六十以上。

相当于每天都会发生工程事故。尤其是现今小型矿山工程的安全生产问题更加严重，其伤亡人数基本占全国矿山伤亡人数的百分之八十以上。所以，矿山地质灾害在全球范围内都是一个引人关注的世界性难题。

1 基于GPS的矿山工程地质灾害检测

1.1 GPS布点

GPS布点需要做的第一步就是对矿山工程实施检测的地形地势区域进行实地调查，选取的点不单单可以在一定程度上反映出地形变动的方向、距离量，更需要反映出其形变的大致范围与变形率大小[3]。

实地调查的时候还需要预先架设好标石并确保标石的固定，标石之间的距离是根据矿山工程的现实状况进行设置的，标石点附近不可以有地表障碍物的出现，以便于GPS的现场观测；预先针对矿山工程的实际情况来推测地质灾害可能会发生的几率，以此为前提条件来明确科学、有效的监测时间段，拟定观测规划，在日常作业中编划GPS卫星星历轨道的可见性计划表，并选取出最佳监测时间点进行科学的检测；执行监测也需要按照矿山工程的现场状况进行，通常状况下会采取高速运动下实时动态观察模式，系统原始化后观测时间不得少于20s，卫星接收设备也不可以少于6颗。GPS的高精确度定位观测最后是要应用于更大距离、更大范围的地质灾害检测当中的，所以就需要进一步优化其与其它信息技术的交叉利用，通过全球定位系统GPS以及其他以遥感卫星技术相结合的4S技术，才可以建立起科学、合理的地质灾害信息检测体系。

1.2 灾害数据的组织与管理

矿山地质灾害都有其出现、发生、发展、爆发的时间阶段与地理位置以及波及范围，矿山地质灾害出现的生态环境信息对于评估与抗灾减灾的决策都极其重要。

所以，地理空间数据信息在抗灾减灾中一直占据着极其关键的地位[4]。

矿山地质灾害的发生背景多式多样，其信息是有历史空间的、当代的、即时的、有萌发环境的、致灾因素的、灾害承载体的。这一系列与地理空间分布相关的信息使用GPS技术分析是非常便利的。一个应用成功的GPS系统普遍情况下有一个设计完美的地理空间信息库的支持。在检测过程中，有必要按照各项数值报警参数进行对比，具体见下表。

表1 GPS检测报警参数

1.3 精密单点定位灾害频发位置

GPS静态相对定位技术在传统上是被广泛使用在地面沉降检测、高速滑坡等缓变型地质灾害的高精确度地势改动的实时检测，在学界也获得了较为丰富的研究成果。可是，因为GPS静态相对定位技术的具体执行与实施过程中，是需要多台GPS接收设备根据预先计划好的矿山作业方案内容取进行即时性的检测，检测时间比较长，所以其所花费的时间、人力、物力、财力方面的成本费用比较高[5]。而GPS技术中精密单点定位的出现，合理弥补了GPS静态相对定位在这一方面的缺陷，为大面积、缓变型地质灾害的高精确度检测提供了一种优化的解决方案。

而GPS精密单点定位过程中主要是采取数据处理软件P9Solution，该软件具备了以下几点特征：可实现动静结合的单、双频PPPP定位；采取GPS及其信息分析中心提供的精确星历运行轨道与精密时差，并利用最精细的误差修改对影响定位的误差范围进行修正与优化；这适度考虑了滑坡、泥石流、海潮、天线相对中心误差等的精确修正范围；采取卡尔曼滤波对GPS精密单点定位进行高精确度计算。

2 结语

本文对基于GPS的矿山工程地质灾害检测进行分析，依托GPS地理空间信息与遥感的结合，根据矿山工程地质灾害发生的相关要求，实现本文研究。希望本文的研究能够为基于GPS的矿山工程地质灾害检测的发展提供理论依据。