基于GPS測繪技術的礦山地質工程測量應用探究

劉方言

礦山地質工程測量在測繪領域具有一定的特殊性，主要工作是查明礦山所處區域的工程地質條件，從而為礦山建設、礦產資源開發等提供基礎資料，與礦山作業生產具有密切的聯系，通過采用測繪技術獲取全面且準確的地質資料，能夠提升礦山生產作業安全性與效率，是推動礦山工程建設的關鍵所在。通過將GPS 技術應用在礦山地質工程測量作業中，依靠GPS 測繪技術的優勢，能夠獲取更加全面且準確的地質資料，已經成為現代礦山地質工程建設的核心技術。

1 GPS技術基本概念及其應用優勢分析

1.1 GPS 技術的基本概念

GPS 技術的誕生與使用已經有多年的歷史，其核心技術是能夠通過人造地球衛星對地球中的某個位置進行確定，還能夠根據數據和信息得到出其他多種信息。GPS 技術在測繪工程中的應用，改變了測繪工程工作模式，全面促進測繪領域工作效率提升。GPS 技術的應用，是現代信息技術發展的一項重要產物，GPS 技術改變了人們對地球的認知模式，通過三維立體的方式能夠為人們展現出更加真實、更加全面的地理信息，最為重要的是能夠實時獲取當前位置的具體信息。當前GPS 技術還存于不斷發展和完善的過程，技術的變化與升級拓寬了其應用領域，已經成為多項工程建設中的核心測繪技術，在技術創新應用過程中，為工程建設領域能夠提供更加有力的支持，為工程建設提供完善的資料與數據。將GPS 應用在礦山地質工程測量中，是GPS 技術取得的一項創新應用成果，由于礦山地質情況較為復雜，且對于測繪資料全面性和準確性要求較高，傳統的測量技術難以滿足實際需求，從而導致礦山開發作業受到一定影響，在應用GPS 技術后，能夠獲取礦山地質更加全面的信息，幫助礦山開發建設獲取更加完備的基礎資料，并實現與礦山生產的緊密結合，解決礦床開采相關的礦體穩定性問題，能夠實現對地質特征、礦石結構以及區域內自然環境的調查，能夠在很大程度上促進礦山生產安全性提高。

1.2 GPS 技術的應用優勢分析

在GPS 技術高速發展的背景下，技術發展日趨成熟，為工程測繪行業提供了良好的基礎支持，將其應用在礦山地質工程測量中，具有多項技術優勢，具體包括如下幾項：①降低礦山地質工程測量復雜性。以人力為核心的礦山地質工程測量技術，會受到多種外部和內部因素的影響，在一些特殊礦山地質工程類型和特殊測量環境中工作開展難度較大。我國的礦山地質工程建設規模在不斷擴大，多種大型礦山地質工程、復雜環境礦山地質工程在很大程度上增加了礦山地質工程測量難度，傳統人工測量方式需要花費大量的成本，且測量效率較低，測量精確性無法得到保障。GPS 技術在復雜的礦山地質工程測量工作中能夠取得很好的效果，且能夠適應大部分測量場合需要，外界環境干擾對GPS 技術的影響較小，針對多種大型復雜地質情況的礦山工程，GPS 技術都能夠取得良好的應用效果，快速獲取礦山工程的多項關鍵地質信息，為礦山工程建設提供強有力的支持。②提高礦山地質工程測量精度。精準性是礦山地質工程測量工作質量的保證，只有精確的測量結構，才能夠準確地反映出礦山地質工程物的真實信息，而傳統人工測量方式主要借助輔助設備進行測量，且容易受到測量人員的技術水平和專業能力影響，礦山地質工程測量結果精確性無法得到保障。通過采用GPS 測繪技術，利用人造地球衛星和信號收發器，能夠實現對礦山地質工程信息的全面測量，且精準度得到了很大的提高，不會受到人為主觀因素的影響，以精確的測量結果，能夠有效為礦山地質工程后續開發建設提供支持。③優化礦山地質工程測量流程。傳統人工測量方式需要借助大量的輔助工具，比如軟尺、卷尺以及多種保護設備，且整體流程較為復雜，多項傳統測量設備在結合應用過程中會產生一定的誤差問題，而通過采用GPS 技術，只需要通過信號收發器和相應的系統就能夠完成對礦山地質工程信息的高效率、高精準度的測量，所需要的設備較少，整體測繪流程較為簡便，從而降低了礦山地質工程測量成本，并使得測量流程得到全面簡化，在應用少量測量設備的情況下，能夠完成對多種復雜礦山地質工程的測量工作，有利于全面提升測繪效率，在促進礦山地質工程開發工程中具有重要的作用。

2 GPS測繪技術在礦山地質工程測量中的應用方式

2.1 GPSGPS 測繪技術在礦山測量中的應用原理

GPS 測繪技術在礦山地質工程測量中應用時，采用兩臺以上接收機設備，將其安裝在基線中的每個測繪點位中，利用測量觀測站之間的具體位置，選擇已經明確的點與基線坐標，構成GPS 控制網絡，接收相同一個的GPS 衛星發射出的相同時間信號，之后利用數據在軟件計算處理中得到需要測繪的控制點位，通過人工以及軟件的對比與整合，即可得到被測目標的精確化坐標。

2.2 GPS 測繪技術在礦山地質工程測量中的基本應用方式

在傳統的礦山地質工程測量中，需要在測繪區域范圍內構建立圖根點以及控制點，同時需要在圖根上建設全站儀與經緯儀，之后結合測量工具進行繪圖，但是這種方式需要多名工作人員測量周圍的地物地貌基本信息，整體流程較為繁瑣，且精確度難以得到保障；而通過采用GPS 測繪技術開展地形測量工作，每一次測量都能夠得到較大面積的地形測量結果，且不會受到天氣等外界因素的干擾，能夠實現全天候測繪工作，不需要額外考慮到測量點之間的通視問題，且測量過程中多項數據的累計計算精度能夠得到充分保障，這就能夠在很大程度深提升測量作業效率，還能夠節省人力成本，最為重要的是能夠避免重復建設測量站點和移動站點，從而實現對測量誤差的有效控制，使得測量數據能夠更加真實地反映出礦山地質工程實際情況，利用測量獲取的數據繪制礦山地質工程地形圖。

2.3 放樣測量的具體應用

在礦山地質測量中，放樣是一項重要工作，因為露天采礦需要進行鉆孔、平臺邊界以及開采邊界等不同的放樣工作，所有需要將圖紙中設計完成的電位定位在礦山實地；在傳統的放樣測量中，一般采用經緯儀交會放樣技術以及全站儀邊角放樣技術等，這些放樣測量技術需要充分架設測量儀器，同時對于可視度具有較高要求，如果遇到特殊天氣或特殊情況，會導致放樣側臉工作無法有效開展，所以通過采用GPS 測繪技術與RTK 技術相結合的方式，采用固定與流動的接收機對數據進行處理，從而能夠將設計方案中的點位坐標傳輸到系統中，利用GPS 接收機即可確定在礦山工程中的實際位置，能夠有效提升放樣效率。

2.4 GPS 測繪技術在大型露天礦山驗收中的應用

在大型露天礦山地質工程中，傳統測繪設備通常無法完成驗收工作，而通過采用GPS 測繪技術，不需要工作人員對其進行看守，驗收工作人員能夠利用制圖軟件結合GPS 測繪技術構建完善的數據鏈，從而能夠在很大程度上降低數據輸入、數據傳輸等過程造成的誤差數值，實現全過程數字化測量與自動化測量；在采用GPS 測繪技術進行驗收測繪時，需要依據連續性、可靠性等基本原則，與周圍單位基站系統建立連接關系，從而能夠構成更加完善的點位坐標網絡體系，進一步提升GPS 測繪系統的覆蓋范圍，使得測量精度以及測繪效率全面提升。

2.5 在位置測量中的應用

礦山地質工程測量技術主要是對目標礦山的地質進行勘察，測量流程一般包括初步普查、詳細調查等多個階段，獲取的測量數據能夠為后續礦山開發打下基礎。在測量初期階段，需要明確礦山的具體位置，并制定精細的測繪路線，需要繪制GPS 測繪技術應用路線圖，在路線圖中準確地展現出礦山周圍地形，用于判斷周圍地形是否會對勘察工作產生影響；通常情況下，開展礦山地質測繪的工程一般為沒有開發的礦山，所以其中存在較多的不穩定因素與不確定因素，比如地質坍塌、巖石墜落等，會增加地質測量難度，在此過程中GPS 測繪技術能夠發揮出良好的效果。GPS 測繪技術依靠全球GPS 衛星系統，通過傳輸網絡獲取定位信息，將定位數據傳輸到計算機系統中，在礦山測量期間，可以先采用傳統的測繪技術獲取粗略數據，快速確定礦山的基本信息，之后利用GPS 測繪技術對礦體進行精準化定位，并將這些數據存儲在系統中，從而能夠得到更加精準的測繪地圖。

2.6 在礦山地質工程遠程測量中的應用

在對礦山地質工程進行測量時，由于大部分礦山的地質結構較為復雜，存在著無法在實地開展測量工作的問題，在這種情況GPS 測繪技術能夠發揮出良好的作用。傳統的遠程測量技術為利用編碼程序對手簿以及全站儀進行編碼操作，通過軟件將實際地形圖實現等比例縮放后繪制地形圖，這種技術模式需要全面獲取礦山的地貌信息，在復雜地質結構的礦山測量中應用具有較高難度，且當其中一項數據發生錯誤時，會對整體測繪結果產生直接影響，而通過采用GPS 測繪技術，能夠快速完成大范圍的遠程測量工作，能夠有效降低測繪難度，且測繪數據以及數據傳輸過程較為可靠，能夠有效避免測量誤差問題出現，適合復雜地形礦山測繪作業開展，能夠有效滿足礦山地質測繪的遠程化測量工作需求。

3 基于GPS測繪技術的礦山地質工程測量具體應用流程與內容

將GPS 測繪技術應用于礦山地質工程中，能夠解決許多傳統測繪技術無法解決的難題，是現代礦山建設工程中的關鍵性技術，為此在明確GPS 測繪技術的基本應用方式后，需要準確掌握GPS 測繪技術的具體應用流程與內容。

3.1 GPS 測繪技術應用準備

在采用GPS 測繪技術對礦山地質工程進行測量時，首先需要做好準備工作，完成對礦山區域的勘測，之后按照看勘測結果進行相應的準備。點位選擇對于GPS 測繪技術的應用會產生直接影響，是保證測量結果準確性的關鍵所在，所以需要選擇準確的測量點位，確保所選擇的測量點位具有代表性，在應用于礦山地質工程測繪時，需要依據如下基本原則：①選擇測繪點位需要考慮到接收設備安裝便利性，并保證具有良好的視野范圍，選擇相對位置較高的點位為宜。②在選擇測量點位時，需要保證具有良好的可見度，且附近不能存在遮擋物，否則會對信號接收產生影響。③測量點位需要設計在沒有大功率無線電發射源的位置中，也不能設計在高壓輸電線路、微波無線信號傳輸線覆蓋范圍中，這些信號會對GPS 測繪設備信號接收產生一定影響，無法有效保障測量結果準確性，需要在選擇時充分考慮。④所選擇的測量點位之間，不能具有大面積河流以及其他衛星信號物象，防止對衛星信號接收效果產生影響；測量點位需要選擇在交通較為便利的區域，從而為設備運輸以及安裝等提供支持，并對設備安裝基礎進行處理，確保GPS 接收設備安裝基礎穩定且牢固。

3.2 標志埋設與基準站設置

標志埋設與基準站設置，是GPS 測繪技術應用過程中的兩項重要工作，會對礦山地質工程測量產生直接影響。首先，在標志埋設過程中，通常需要采用具有中心標志的標石，在選擇完成的測量點位及時作出相應的標志，確保在測量過程中能過快速找到該標志，標石需要保證堅固且無破損，能夠實現長時間的測量應用。其次，在基準站設置過程中，設置方式較為靈活，這也是GPS 測繪技術應用的一項優勢，基準站可以設置在沒有確定的點位坐標中，也可以設置在已經明確的精準坐標中，只需要將基準站設置在地理位置相對較高的區域皆可，并保證周圍不存在障礙物，同時做好電臺信號覆蓋工作，從而能夠有效提升實際運行效果；為了避免出現多重路效應，并防止數據丟失問題發生，基準站周圍區域內不能存在無線電發射臺以及高壓電路等，所以需要做好前期考察工作，選擇最有優勢的基準站設置位置，以此方式能夠為GPS 測繪技術應用效果提升打下基礎，獲取礦山地質工程更加準確的測量數據。

3.3 GPS 測繪技術的施測與放樣

在GPS 測繪技術應用準備工作完成后，正式進入施測階段。GPS 測繪技術測量的關鍵點在于獲取衛星信號，并對衛星信號進行跟蹤與處理，之后得到相關的定位信息與測量數據。施測過程中流程較為簡單，是GPS 測繪技術應用的一項優勢，每個測量移動站只需要一名工作人員即可完成，在每次測量工作開始前需要明確已經掌握的控制點，保證檢測系統能夠正常運行，之后開展后續的測量工作。實時動態RTK 處理數據較為便捷，將收集的施測坐標利用數據傳輸系統導入到計算機中，之后對圖形進行編輯處理，將處理后的圖形打印出來；在鉆孔放樣測量中，RTK 實時動態數據能夠提供更加精確的導航數據，能夠快速準確定位；采用GPS 測繪技術與RTK 技術相結合的模式，不僅能夠提高測繪工作效率，還能夠提升礦山地質工程測繪經準確，減少人力成本的投入，最大程度滿足礦山測繪工程的實際需求，以此方式保障礦山地質工程各項基礎數據準確性，將其應用于后續的礦山建設中具有良好的效果。

3.4 測量結果立體化處理

按照GPS 測繪技術的應用原理來看，數顯獲取衛星的高度截止角度，將獲得的數據經過處理后，能夠得到測量點位的三維坐標數據，能夠利用GPS 測繪技術得到礦山地質工程中測量結果的三維數據，也就是A（x，y，z）形式，將其輸入到計算機數據處理系統中以及繪圖團建中，能夠得到空間立體化的地形圖，相比于傳統的測繪結果而言，立體化的地形圖能夠更加準確地展現出礦山地質工程的細節，使得礦山地質信息更加精準，從而能夠為后續的礦山開采工作提供支持；輸出的礦山地質地形圖等，能夠輸出到移動設備客戶端中，以便于工作人員隨時查看，具有良好的交互性和操作便利性。

4 結語

綜上所述，本文簡要闡述了GPS 測繪技術的基本內涵及其應用優勢，并對GPS 測繪技術在礦山工程測量中的基本應用方式進行分析，最后提出了GPS 測繪技術的具體應用流程，希望能夠對礦山地質工程測量工作起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提升GPS 測繪技術應用效果。