摘要：近年来，随着我国经济的发展，一些新的技术得到了发展，其中GPS技术和全站仪被应用在了矿山地表控制测量中，以便应对复杂的地形环境，满足测量的需要。另外，我国的地形相对来说复杂多变，地层较多地表，一些传统的测量技术不能满足现在矿山地表控制测量的需要，这就使得开采工作受阻，开采人员不能安全的进行施工和开采，给矿山的勘探和开采带来了一些难度，因此，发展GPS结合全站仪迫在眉睫。本文就GPS结合全站仪在矿山地表控制测量中的应用进行了介绍，首先阐述了GPS与全站仪结合对矿山地表测量带来的好处，其次，阐述了两者结合在矿山地表控制测量中需要注意的技术要点，以供参考。
关键词：GPS；全站仪；矿山地表；控制测量；应用
目前，由于GPS技术的快速发展，GPS技术不仅给人们的生活带来了方便，还促进了地表测量的发展，其具有巨大的发展前景，日渐受到了人们重视，逐渐被应用在了矿山地表控制测量中，但是只依靠GPS技术仍然无法满足矿山地表的控制测量工作，于是人们将其与全站仪结合，进而用于测量，GPS结合全站仪不仅弥补了传统测量技术的缺点，使得测量工作数据准确，还在很大程度上使得矿山地表测量范围扩大，帮助其实现了测量自动化，提高了实际的工作效率，提高了矿山开采的安全性。
一、GPS与全站仪结合的优点
全站型电子速测仪（简称全站仪）是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，是一种常规的测量仪器，上世纪90年代被广泛地使用。随着RTK的普遍使用，全站仪的作用亦变得越来越小了。但是，在矿山测量中，像破碎地带、难以逾越地带、无卫星信号地带，RTK无法采集到测量数据的地方，全站仪就能很好地投入使用，以弥RTKT工作中的不便。由于矿区的分布大部分都在山区丘陵区距离国家等级点较远，布设导线（网）受约束的条件多，如测距边长和边数受等级规范、地形条件、气候条件、仪器测距精度、气压、人员技术等等的约束，使得外业工作量、人员仪器设备的配备都相应的增加。当测区面积较大时，必须作测区投影变形分析，控制点必须至少保证连续的三点相互通视，且每个矿界点附近必须保证有三个相互通视的导线控制点（矿界点相互之间距离较远很难相互通视）。导线（网）由于边数多，作业时间长，往往最后的测量结果不尽如人意。但是GPS测量则不需要作测区投影变形分析，点与点之间也不一定非要相互通视，作业半径也比全站仪大，人员配备也要缩减l／3，且GPS可以全天候作业。因此，GPS结合全站仪将会取得更好的测量结果，提高工作效率。
二、GPS结合全站仪导线测量的程序和技术要求
2.1选点
点位的选择应确保通视良好，有利于观测，有利于加密低级网，便于长期保存。导线线路应尽量直伸，且分布均匀，相邻边长之比一般不宜超过l：3。导线网中结点与高级点间或结点与结点间导线长度不大于附和导线规定长度的0．7倍。一级导线点原则上避开车来人往的方向，以有利于观测，避开地下管线埋设的位置，以利于长期保存。个别点可以选在楼顶上，但不能选在可能被拆除的建筑物楼顶，以利于使用。
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2.2 GPS 网布测
经过对该矿山原有资料的分析和统计，并在保证这些资料已知点等级高、保存完好，且坐标系统统一的情况下，在副井井塔上选孔主井点，混合井近井点选埋于井筒西地面稳定处命名为混合井，两点符合近井点要求。其次，利用旧点主要为坐标系统的统一性检查。然后，在 GPS 外业测量调度时，使孔主井和混合井两点形成一个基线，并与临近点形成坚强图形，该基线与C级点连测观测时间延长一倍，观测时段长约2h，两个时段观测。最后，在布测近井网的同时，按D 级 GPS点技术要求在矿工业广场内不受开采影响处连测4个已有5秒点，其分别为 1、2、3、4、混 0 点，作为陀螺定向的地面已知边，其命名原点相同。最终 GPS 控制网由 13 个控制点组成，2个C 级 GPS 点，11 个 D 级 GPS 点。采用边网联合式构网。混 0点分别为副井和混合井的落地点，在进行联系测量时使用。
2.3 GPS 测量精度校验
GPS测量仪器厂家提供的精度为水平 3 m m+ 1p p m，垂直5 ｍｍ＋1ｐｐｍ，为验证 GPS控制网的测量精度，设计一个全站仪三角测量来监测 GPS测量结果，全站仪在较短距离内具有较高的测量精度，故选择GPS 控制网中的基点7、基点4 和 9-4＃点三个相互通视点，各点间距离约为400 ｍ，构成一个三角形
2.4其他的技术要求
为保证 GPS 静态控制测量时的精度，除控制网和监测点的布置要求外，在测量时测量工作人员应严格遵守下列规定：①GPS 接收机在开始观测前，应进行静置和预热；②观测应严格按照规定的时间进行作业，经检查接收机电源电缆和天线等各项连接无误，方可开机；③观测员要细心操作，观测期间防止接收设备震动，更不得移动，要防止人员和其他物体碰到天线或阻挡信号；④禁止在天线附近 50ｍ 以内使用电台，10 m以内使用对讲机和手机等通信工具。
三、GPS 技术在矿山控制测量中的发展前景
在矿山工程的控制测量工作中，GPS 技术无疑具有诸多优势，且其发展前景十分广阔，具体如下：①GPS 作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。②GPS 测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。③GPS RTK 技术将彻底改变矿山测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。④GPS 测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般 GPS 测量作业效率为常规测量方法的 3 倍以上。⑤GPS 高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是 GPS 测量应用的重要领域。往往由于一些地区地形条件的限制，实施常规的几何水准测量有困难，GPS 高程测量无疑是一种有效的方法。
四、结束语
总而言之，目前矿山地表的控制测量技术中GPS结合全站仪是最完备的技术，作为首选技术，该技术的应用不仅可以提高测量的准确度，还能在更大程度上对地表勘探和作业方法起到根本性的变革。但是要想更好的利用该技术，就要对该技术进行了解，掌握其测量的技术要点，严格的按照测量要求，才能进行精准的测量，才能最大程度的节约成本，提高工作效率，保证测量准确度。也正是由于这些优点，GPS结合全站仪在矿山地表控制测量中具有较大的发展前景，这也会最大程度上保证测量精确度。
参考文献：
[1]胡嘉权，魏克敏，黄华.陀螺全站仪在矿山贯通测量中的应用[J].测绘2011，（05）
[2]张高兴，李忠金.GPS结合全站仪在矿山地面控制测量中的应用[J].矿业工程 2006，（05）
论文作者:刘军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：测量论文; 矿山论文; 地表论文; 作业论文; 全站仪论文; 技术论文; 导线论文; 《基层建设》2017年第29期论文;