浅析矿山测量中定位技术应用

摘要：随着科技的发展，矿山测量工作重要性日益显现，矿山测量工作者的任务也在加重，定位技术在矿区的应用极大地提高了测量精度和测量人员外业作业效率，随着其技术不断成熟，具有很大的技术推广价值。文中基于此，主要探讨了GPS的定位原理、定位导航仪在矿山测量中的应用以及测量型高精度GPS在矿山测量中的应用等方面的内容，这一研究对于矿山测量的现代化技术改造具有一定的借鉴价值。

关键词：矿山测量；定位技术；定位导航仪；测量型;高精度

中图分类号：V241文献标识码： A

0 引言

近十年的实践证明， 定位技术(GPS)以全天候、高精度、自动化、效率高等显著的优点，赢得了广大用户的信赖，并成功应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给应用领域带来一场全新的技术革命。本文基于这一背景，分析了矿山测量中定位技术应用，这一研究对于矿山测量的现代化技术改造具有一定的借鉴价值。

1 GPS的定位原理

GPS的定位原理：卫星星历参数与时间信息不断由卫星向用户设备发送，从而可将接收机的三维位置与方向、速度等数据计算出来。现在GPS系统的单机定位可以精确到米级，而差分GPS技术可使定位精度进一步的提高，目前根据精度可将GPS接收机分为两种，即手持式GPS与测量型高精度GPS。以下就定位导航仪在矿山工作中的应用进行探讨。

2定位导航仪在矿山测量中的应用

例如eTrex Venture，该手持式GPS具有一系列的优点，包括：体积较小（大小与手机差不多）、较轻（重150克左右）、便宜、携带方便以及容易操作等。同样它也有不足的地方，其定位精度并不是特别高，单机定位精度不超过十米。在矿山工作中，手持式GPS常被用于测绘，也是测量人员方便随身携带的一个定位导航工具。eTrex Venture的电源为两节1.5V 的五号电池，内部设置有天线 ，可进行五千航迹点的记录，其操作十分方便且简单，它的所有操作通过六个功能键得以实现，即电源/灯光开关、换页键、鼠标键（即方向键）、缩小键、放大键、快速搜索键。它总共有五个页面，即卫星页面、地图页面、导航页面、旅行计算机页面、主菜单页面，用户可通过换页键进行页面的切换；另外，该导航仪还可提供电子地图，电子地图、时间、速度以及经纬度均可显示，从而实现野外的定向与定位，对于野外工作者而言，它就如同一个向导一样。值得注意的是，在定位导航之前有两件事一定不能忘，即初始化位置与高度，GPS必须是三维导航状态。具体的使用方法eTrex Ven-ture的使用手册有详细的介绍。

手持式GPS接收机既具备电子地图的功能，又具备罗盘的功能，可在很短的时间内将用户的地理位置信息显示出来，它的出现对于测绘等野外工作者而言具有重要意义。因为GPS接收机所提供的导航信息是通过卫星信号的接收转变而来的，而像岩石、人群、森林等物体会在很大程度上影响 GPS卫星信号的收发，所以，使用导航仪时最好是在比较开阔的地方，这样才能保证其效果。在实际工作中，通常还会将罗盘作为辅工具，这样可以解决以上GPS物理中断的问题，当在卫星信号无法收发的地方，可用罗盘代替GPS接收机。

3 测量型高精度GPS在矿山测量中的应用

由于GPS技术的进步、软硬件配置的改善以及外观越做越精致，高精度GPS很有可能在实际生产中得到广泛的应用。对于坡度大、国家控制点较少的矿区，GPS测量具有显而易见的优势，GPS观测点之间不需要通视，操作起来既方便又简单，可实现随时随地进行测量，对于野外测量工作者而言极其方便。而正是因为GPS的这种优势，已经有大量测绘单位将原有的全站仪替换为GPS。目前，市面上已经出现了各种各样的高精度GPS。现就某双频RTK 9800在矿山工作中的应用进行分析，该款产品是出自于南方测绘公司，具有精度高、抗干扰性强的优点，可监控卫星动态与数据。其主机电源耐用且可靠，使RTK 9800该产品体积重量更小，便于随身携带。其手簿软件与界面是根据中国人的语言习惯进行设计的，故操作起来更加容易。其构成部分包括基准站与流动站，基准站的配置包括：主机(由GPS、数传电台以及电源构成)、GPS双频天线、GPS数据处理软件、PCCDU软件、数据链天线、17AH电台电源及充电器、基座及连接器等。流动站的配置包括：主机(同基准站主机)、三频天线(与基准站的不同之处就是多了一个UHF天线)、Psion或PDA手簿、对中杆、1700mAH锂电及背包等。其中Psion是专用采集器，它具有全防水、耐高低温等优点，适应于任何条件，图形化界面，便于操作；PDA即个人数字助理，在文件信息、定位信息以及星空分布图采集方面十分方便，该软件操作系统为Windows，图形化界面，操作起来更加简便，其存储空间有16M，用户可自行开发程序。GPS数据处理软件是运行平台为Windows，其图形化界面十分友好，操作起来简单且在处理数据方面较为精确。文件、编辑、基线处理、闭合环、网平差、工具、查看、帮助等均属于软件，基线向量处理、网平差、高程拟合及坐标转换均属于业内。

RTK 9800所采取的技术为载波相位差分技术，通过基准站采集载波相位，然后向流动站接收机发送，最后将三维坐标计算出来。因为GPS测量结果为世界坐标系，但是目前我国测绘基准却有所不同，要想建立一个统一的GPS测量基准并非一朝一夕之事，GPS坐标与其他坐标之间的转换问题在短时期内是很难解决的，在测量过程中，要想完成坐标系之间的坐标换算，要对三个高级GPS点进行联测，计算出坐标系之间的坐标换算参数。目前GPS都有了相应的支持软件，可由计算机或软件自动完成坐标换算，这样就大大简化了计算工作。测绘必然会由户外测量发展为自动化与智能化的室内测量，尤其是将全站仪与GPS两者的优点与相关技术整合在一起，随着相关技术的不断发展与改善，必然会推动矿山工作的进步与发展。

4 结语

目前，GPS市场主要由美国与俄罗斯主导，而伽利略系统（缩写为GNSS）的出现将会改变这一局面，未来用户对所有GPS数据的采集只需要通过一个接收机就可以完成，这样一来，GPS将会拥有更为广泛的应用前景。全新的GPS定位技术对于传统的测绘领域而言，必然是一种重大冲击，自动化数字测图系统集合了GPS系统、计算机、数控绘图仪等，使得测绘彻底改变了原有野外测量模式，而是发展为自动化与智能化的室内测量模式。若是考虑到经济效益，对比常规方法，GPS定位技术大约可以降低了经费，其费用节省空间约为90%。由于GPS的一系列优点，如：高精度、高效率、智能化、费用低等，为测绘与地质工作带来了极大的方便，有效的保证了新矿山建设工程与开采工作的顺利开展。

参考文献：

[1]徐晓萍. GPS-RTK技术在矿山测量中的应用[J]. 科技与企业，2013，01:154+156.

[2]武文霖. PTK-GPS定位技术在现代矿山测量中的应用[J]. 中国产业，2012，09:16-17.

[3]王洋，姜亦亭. 数字测量技术在矿山测量中的应用[J]. 科技传播，2013，09:197+194.

[4]胡国荣，崔伟宏. 组合GPS/GLONASS定位在矿山测量中的应用探讨[J]. 矿山测量，2000，03:43-46+4.