摘要：GPS已被广泛应用到矿山测量中，其具有较高的时效性及灵活性，能够保证矿山测量的精度，有效提升矿山测量工作的效率及质量。本文简要阐述了GPS的基本原理及特点，并从测量放线、控制测量、地理信息测量以及矿山安全等方面对GPS的应用进行了研究，以供参考。
关键词：GPS；矿山测量；应用；研究
随着矿山资源的整合，相关企业想要提升企业自身的经济效益，就应使开采质量及效率得到有效提升。GPS属于先进的测量技术，在矿山测量中得到了广泛应用。矿山测量是矿区环境修复、矿井生产以及矿井监测的重要基础，因为矿井测量的环境相对复杂但精准度较高，传统测量技术已经不能满足矿井生产的需求。GPS能够为矿山测量提供准确的测量信息，提升开采质量及效率。
一、GPS的原理及技术特点
（一）原理
GPS主要由空间部分、地面控制部分及用户部分组成（如图一）。其中空间部分主要负责将导航定电文发送到设备中，地面控制部分监测计算卫星所发送的导航电文，之后向卫星发送时差，最后用户部分处理相关数据，计算出准确的时间、速度以及空间位置[1]。GPS测量中常用的坐标系统为空间及地固坐标系统，矿山测量中使用的是地固坐标系统。如在矿山测量过程中，WGS-84世界大地坐标需要根据坐标系统的转换参数结果来计算坐标系统的坐标，从而呈现出GPS测量的地面控制点，确保矿山测量的准确性。
（二）技术特点
GPS的主要的技术特点为：1.测站之间不需要通视。在测量中可以灵活选点，但在实际测量中应保证测站上空空间开阔，避免对GPS卫星信号造成影响。2.定位精准度高。通常双频GPS接收机的精准度在5mm+1ppm，且试验显示，基线在小于50km时，其精准度可以达到12×10-6，当基线在100-500km时，其精准度可以达到12×10-6-12×10-7。3.观测时间较短。应用GPS进行控制网布设时，观测控制点的时间 通常为35min左右，若测量中应用的是动态定位技术，观测的时间可以更短。4.操作简单。GPS使用的设备操作相对简单，测量人员只需要掌握基本的测量技术即可。如在实际测量时，只需要连接电线及仪器等设备，这些设备就可以对数据完成记录、观测及处理[2]。5.实时测量。因为GPS卫星具有均匀的空间分布性，能够实时可靠的进行GPS技术测量，即可以全天进行测量工作。同时在矿山测量中，除了恶劣的天气环境外，GPS可以不受空间、时间以及地点的限制，因此在矿山测量中应用GPS能够有效提升测量质量及效率。
图一 GPS基本原理
二、矿山测量中GPS的应用与研究
（一）测量放线的应用
1.道路纵横断面的放样。矿山测量中放线工作占据着重要位置，而应用GPS能够有效提升测量工作的效率及质量。在对道路纵横断面进行放样时，在电子程序中输入并保存需要放线测量的数据，之后再施工现场中应用放样程序进行测量工作，道路的纵横断面进行放样测量的流程相同，在正式施工之前，应确定道路的横断面。
2.路线中桩的放样。应用实时动态技术测量矿山中线，基于放样点独立，快速准确的找出中线放样的位置，并在合理范围内控制放样点存在的误差[3]。
3.测绘地形图。在矿山工程中，中小比例尺的地形图已经难以满足工程需求，在部分地区应需测绘大比例尺的地形图，而其中应用GPS能够快速收集测量信息，从而提升地形图测绘的效率。
（二）控制测量的应用
控制测量作为矿山测量的基础，为整个矿山测量工作予以精度保障及坐标系参考，在矿山开采中发挥着重要作用。传统矿山测量主要应用导线测量，要求具有较高的测量条件及选择控制点。且在矿山测量工作中，地形条件、建筑物及天气变化等容易对其造成影响，难以控制精准度。将GPS应用到矿山测量中，主要应用静态差分定位技术，不需要导线点之间通视就可完成测量。根据矿山测量对精准度的要求，通过接收机差分定位测量数据，及时调整时间。因为矿山生产具有动态性的特点，GPS具有一定的灵活性，因此适用于矿山测量。
（三）地理信息测量的应用
矿山测量中GIS（地理信息系统）发挥着重要作用，GIS系统能够充分展现出矿山分布环境，展现及应用矿山测量及管理中的数据信息，GPS具有时效性及全天候的特点，帮助GIS系统更好的处理矿山测量的四维时空动态，并实时采集分析相关数据，从而保证矿山测量的精度[4]。传统的测量方法，地形会对其造成影响，从而无法达到矿上测量的精准度。若应用GPS，能够排除地形的影响，从而有效提升测量精度，满足测量要求。建立实时动态定位技术，能够有效提升工作效率。相较于传统测量方法，实时动态定位技术的测量精准度更高，误差相对较小（具体对比如图二）。
表二
（四）矿山安全的应用
随着人们对锰矿资源的需求增大，矿山开采频率越来越快。在矿山测量中，受矿山地质的影响较大。特别是根据传统测量技术所建立的矿山，因为矿山测量缺乏精准度，使矿山生产存在一定的安全隐患，不利于矿山开采的安全性。应用GPS测量技术可以及时采集数据信息，并保证其精准度，不仅可以掌握矿山的实际情况，保证矿山测量精度，还能有效消除矿山井下开采作业的安全隐患。
（五）数据观测和采集的应用
GPS通过传感设备展现数据采集与处理方面的优势，目前在创新及改革传感设备之后，能够有效采集及处理电信号和非电量信号，并在信息储存器中及时准确的收集数据信息，从而将精准的数据信息传输给测量工作以及数据分析工作的相关人员。在采集数据信息时，测量人员应将数据采集装置放置到监控区，通过A/D转换器翻译出准确的信号[5]。当完成信号接收后，将信号传送到芯片内，芯片借助以太网将信号传输到上位机中，从而完成采集数据的工作。
结束语：
综上所述，在进行矿山测量过程中，需要测量及分析矿山的实际地形地貌，在其中应用GPS能够有效提升矿山测量的工作效率，有利于提升相关企业测量及开采工作的安全性，因此矿山测量的相关工作人员应学习GPS应用技术，不断完善工作过程，从而有效提升矿山测量工作的质量及效率。
参考文献：
[1]骆祥均.浅析GPS在矿山测量中的应用[J].煤，2017，26（1）：29-30.
[2]曹中军.关于GPS在矿山测量中的工作原理及应用探讨[J].科技视界，2017（14）：150-150.
[3]张镇铄.浅析GPS在矿山测量中的应用[J].世界有色金属，2017（24）.
[4]吴新恒.矿山测量中GPS技术应用与优势探索[J].世界有色金属，2017（1）：73-74.
[5]赵飞.GPS技术在矿山测量中的使用[J].能源与节能，2018（2）.
论文作者:向有龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/24
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