黃宇紅，楊朝興

（江西省煤田地質(zhì)局測(cè)繪大隊(duì)，江西 南昌 330000）

礦山測(cè)量主要為礦山建設(shè)、礦井生產(chǎn)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境恢復(fù)等各項(xiàng)工作服務(wù)，傳統(tǒng)的利用全站儀的測(cè)量技術(shù)，受外界環(huán)境影響較大，例如地形、氣候、時(shí)間等諸多外界因素的影響，已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化礦山建設(shè)的需要。GPS技術(shù)打破了原有測(cè)量工藝的限制，利用其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)了礦山測(cè)量工作的進(jìn)步，已成為現(xiàn)代化礦山測(cè)量的發(fā)展主要方向之一。

1 GPS系統(tǒng)概述

1.1 GPS系統(tǒng)的概念

全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)是美國(guó)于20世紀(jì)70年代研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，共由24顆GPS衛(wèi)星覆蓋組成，建設(shè)時(shí)間歷時(shí)20余年，是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)，在全球98%的地區(qū)都能夠提供準(zhǔn)確的地理位置、行動(dòng)速度及精準(zhǔn)的時(shí)間信息[1]。GPS具有全天候、高精度、自動(dòng)化等特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于工程測(cè)量、汽車(chē)導(dǎo)航、變形監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域，已基本取代了原始的測(cè)繪技術(shù)。

圖1 GPS單點(diǎn)定位原理示意圖

GPS測(cè)繪技術(shù)是利用GPS采集的相關(guān)地理坐標(biāo)、高程信息等數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件繪制的地形圖、模型等，在礦山測(cè)量、工程建設(shè)等領(lǐng)域具有重要的作用，為后期的礦山生產(chǎn)、工程建設(shè)等提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐[2]。

1.2 GPS測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)

GPS測(cè)繪技術(shù)之所以能夠快速的取代傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，因?yàn)槠溆兄T多的優(yōu)點(diǎn)。一，定位精度高、定位所需時(shí)間短，利用GPS定位，其精度可達(dá)毫米級(jí)，且定位時(shí)間極短，對(duì)于礦山測(cè)繪來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)測(cè)繪系統(tǒng)誤差較大，人工操作又不可避免的有誤差，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，GPS測(cè)量因直接使用衛(wèi)星定位，故其精度極高；二，測(cè)點(diǎn)之間無(wú)需直視，GPS測(cè)量只要上空開(kāi)闊，能夠接收到衛(wèi)星信號(hào)即可定位，完全不需要測(cè)點(diǎn)之間相互通視，這比傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)節(jié)省了大量的工作量；三，抗干擾能力強(qiáng)，在GPS的測(cè)量過(guò)程中，能極大限度的降低外界對(duì)其的影響，數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，誤差更小，即使在地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣的地區(qū)也可以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性；四，儀器操作簡(jiǎn)單，隨著現(xiàn)代GPS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，其自動(dòng)化程度越來(lái)越高，野外作業(yè)非常方便、輕松；五，工作效率極高，由于野外儀器操作簡(jiǎn)單、輕便，測(cè)量速度快，而且GPS測(cè)繪的信息更加精準(zhǔn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)成圖能夠有效的降低人工成本和工作時(shí)間，其工作效率極高[3]。

1.3 GPS測(cè)繪技術(shù)的作用

利用GPS測(cè)量獲取地理信息及高程信息，結(jié)合GIS軟件建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)不通類(lèi)型的數(shù)據(jù)可以分析處理，可以隨時(shí)調(diào)用重復(fù)利用，可以隨時(shí)輸出需要的圖像、圖件，方便專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的各種需要。

2 GPS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

GPS技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用主要在礦山地形、工程選址、地質(zhì)勘查等基礎(chǔ)地形等方面，期間GPS技術(shù)至關(guān)重要，GPS技術(shù)具有全天候、高精度、功能齊全等特點(diǎn)，逐漸取代了傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，使得測(cè)量工作更加高效。

2.1 GPS的數(shù)據(jù)采集、分析處理、顯示輸出

GPS測(cè)量主要用于礦山地形測(cè)量，GPS技術(shù)比傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。在地理信息、高程信息數(shù)據(jù)的采集過(guò)程中，GPS通過(guò)接收機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)接收并存儲(chǔ)，還可以上傳到計(jì)算機(jī)或手機(jī)進(jìn)行處理，比傳統(tǒng)的人工處理工作效率更高，更不易出錯(cuò)。利用計(jì)算機(jī)GIS系統(tǒng)，可以隨時(shí)對(duì)GPS采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行成圖、輸出等，服務(wù)于礦山生產(chǎn)、工程建設(shè)等方面。在礦山測(cè)繪中，GPS測(cè)繪的數(shù)據(jù)對(duì)礦山測(cè)繪起決定性的作用，所以必須保證GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠性，需對(duì)其質(zhì)量嚴(yán)格把控，保證礦山測(cè)繪工作正常進(jìn)行。

在礦山測(cè)繪地形成果中，可以根據(jù)不同的屬性及需要，利用計(jì)算機(jī)GIS系統(tǒng)對(duì)圖件以不同的元素進(jìn)行展現(xiàn)，最大程度的滿(mǎn)足地理信息工作的需要，GPS技術(shù)的應(yīng)用，切實(shí)的邁出了現(xiàn)代化礦山建設(shè)的堅(jiān)實(shí)一步。

2.2 數(shù)字化測(cè)圖

GPS測(cè)繪的成果最終以數(shù)字化圖件的形式來(lái)展現(xiàn)，GPS作為野外采集數(shù)據(jù)的方式，在開(kāi)展工作中需要用到測(cè)量?jī)x器及裝備。在數(shù)字化成圖中，進(jìn)行不同比例尺的地形圖繪制時(shí)，可以選擇GPS技術(shù)數(shù)字化成圖進(jìn)行測(cè)圖，對(duì)大比例尺的地形圖進(jìn)行測(cè)量，即可按照專(zhuān)業(yè)人員需要的比例尺縮放圖件，滿(mǎn)足不同人員的需要。為了避免成圖時(shí)出現(xiàn)的誤差，在野外開(kāi)展數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，必須要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，保證原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)成圖時(shí)工作人員也應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行成圖，對(duì)測(cè)量區(qū)域的地形地貌進(jìn)行精準(zhǔn)的反應(yīng)，還可以利用GIS技術(shù)建立三維數(shù)字模型，直觀(guān)的反應(yīng)測(cè)區(qū)的地形地貌特征。

2.3 GPS實(shí)時(shí)定位技術(shù)

一般情況下，GPS測(cè)繪需要建立相對(duì)的坐標(biāo)模型，GPS一般采用WGS-84坐標(biāo)系，來(lái)控制測(cè)區(qū)的相對(duì)位置，方便后期資料的再利用。若需繪制更加精準(zhǔn)的地形圖，則需要建立基本的GPS控制網(wǎng)并對(duì)測(cè)區(qū)中的地形進(jìn)行測(cè)量。GPS控制網(wǎng)利用靜態(tài)GPS技術(shù)對(duì)測(cè)區(qū)的控制點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)采集，然后通過(guò)計(jì)算獲得每個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)。然后利用控制網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)，運(yùn)用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)采集地理信息數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后編繪成需要比例尺的地形圖，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的精度高，可以降低測(cè)量人員的工作內(nèi)容，進(jìn)而提高工作效率，使礦山測(cè)繪更加便捷準(zhǔn)確。

3 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代化礦山建設(shè)的路途中，GPS測(cè)繪技術(shù)功不可沒(méi)，它能夠快速準(zhǔn)確的將采集的數(shù)據(jù)反映出來(lái)，逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集與處理，為地形圖成圖及三維數(shù)字建模提供了最基本的數(shù)據(jù)支撐。礦山測(cè)量在礦山生產(chǎn)中至關(guān)重要，對(duì)礦山詳實(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量可提高礦山產(chǎn)能，推動(dòng)礦山企業(yè)的發(fā)展，通過(guò)應(yīng)用GPS測(cè)繪技術(shù)，提高測(cè)繪效率，為礦山的現(xiàn)代化建設(shè)添磚加瓦。