基于GPS测绘技术的矿山地质工程测量应用探究

刘方言

矿山地质工程测量在测绘领域具有一定的特殊性，主要工作是查明矿山所处区域的工程地质条件，从而为矿山建设、矿产资源开发等提供基础资料，与矿山作业生产具有密切的联系，通过采用测绘技术获取全面且准确的地质资料，能够提升矿山生产作业安全性与效率，是推动矿山工程建设的关键所在。通过将GPS 技术应用在矿山地质工程测量作业中，依靠GPS 测绘技术的优势，能够获取更加全面且准确的地质资料，已经成为现代矿山地质工程建设的核心技术。

1 GPS技术基本概念及其应用优势分析

1.1 GPS 技术的基本概念

GPS 技术的诞生与使用已经有多年的历史，其核心技术是能够通过人造地球卫星对地球中的某个位置进行确定，还能够根据数据和信息得到出其他多种信息。GPS 技术在测绘工程中的应用，改变了测绘工程工作模式，全面促进测绘领域工作效率提升。GPS 技术的应用，是现代信息技术发展的一项重要产物，GPS 技术改变了人们对地球的认知模式，通过三维立体的方式能够为人们展现出更加真实、更加全面的地理信息，最为重要的是能够实时获取当前位置的具体信息。当前GPS 技术还存于不断发展和完善的过程，技术的变化与升级拓宽了其应用领域，已经成为多项工程建设中的核心测绘技术，在技术创新应用过程中，为工程建设领域能够提供更加有力的支持，为工程建设提供完善的资料与数据。将GPS 应用在矿山地质工程测量中，是GPS 技术取得的一项创新应用成果，由于矿山地质情况较为复杂，且对于测绘资料全面性和准确性要求较高，传统的测量技术难以满足实际需求，从而导致矿山开发作业受到一定影响，在应用GPS 技术后，能够获取矿山地质更加全面的信息，帮助矿山开发建设获取更加完备的基础资料，并实现与矿山生产的紧密结合，解决矿床开采相关的矿体稳定性问题，能够实现对地质特征、矿石结构以及区域内自然环境的调查，能够在很大程度上促进矿山生产安全性提高。

1.2 GPS 技术的应用优势分析

在GPS 技术高速发展的背景下，技术发展日趋成熟，为工程测绘行业提供了良好的基础支持，将其应用在矿山地质工程测量中，具有多项技术优势，具体包括如下几项：①降低矿山地质工程测量复杂性。以人力为核心的矿山地质工程测量技术，会受到多种外部和内部因素的影响，在一些特殊矿山地质工程类型和特殊测量环境中工作开展难度较大。我国的矿山地质工程建设规模在不断扩大，多种大型矿山地质工程、复杂环境矿山地质工程在很大程度上增加了矿山地质工程测量难度，传统人工测量方式需要花费大量的成本，且测量效率较低，测量精确性无法得到保障。GPS 技术在复杂的矿山地质工程测量工作中能够取得很好的效果，且能够适应大部分测量场合需要，外界环境干扰对GPS 技术的影响较小，针对多种大型复杂地质情况的矿山工程，GPS 技术都能够取得良好的应用效果，快速获取矿山工程的多项关键地质信息，为矿山工程建设提供强有力的支持。②提高矿山地质工程测量精度。精准性是矿山地质工程测量工作质量的保证，只有精确的测量结构，才能够准确地反映出矿山地质工程物的真实信息，而传统人工测量方式主要借助辅助设备进行测量，且容易受到测量人员的技术水平和专业能力影响，矿山地质工程测量结果精确性无法得到保障。通过采用GPS 测绘技术，利用人造地球卫星和信号收发器，能够实现对矿山地质工程信息的全面测量，且精准度得到了很大的提高，不会受到人为主观因素的影响，以精确的测量结果，能够有效为矿山地质工程后续开发建设提供支持。③优化矿山地质工程测量流程。传统人工测量方式需要借助大量的辅助工具，比如软尺、卷尺以及多种保护设备，且整体流程较为复杂，多项传统测量设备在结合应用过程中会产生一定的误差问题，而通过采用GPS 技术，只需要通过信号收发器和相应的系统就能够完成对矿山地质工程信息的高效率、高精准度的测量，所需要的设备较少，整体测绘流程较为简便，从而降低了矿山地质工程测量成本，并使得测量流程得到全面简化，在应用少量测量设备的情况下，能够完成对多种复杂矿山地质工程的测量工作，有利于全面提升测绘效率，在促进矿山地质工程开发工程中具有重要的作用。

2 GPS测绘技术在矿山地质工程测量中的应用方式

2.1 GPSGPS 测绘技术在矿山测量中的应用原理

GPS 测绘技术在矿山地质工程测量中应用时，采用两台以上接收机设备，将其安装在基线中的每个测绘点位中，利用测量观测站之间的具体位置，选择已经明确的点与基线坐标，构成GPS 控制网络，接收相同一个的GPS 卫星发射出的相同时间信号，之后利用数据在软件计算处理中得到需要测绘的控制点位，通过人工以及软件的对比与整合，即可得到被测目标的精确化坐标。

2.2 GPS 测绘技术在矿山地质工程测量中的基本应用方式

在传统的矿山地质工程测量中，需要在测绘区域范围内构建立图根点以及控制点，同时需要在图根上建设全站仪与经纬仪，之后结合测量工具进行绘图，但是这种方式需要多名工作人员测量周围的地物地貌基本信息，整体流程较为繁琐，且精确度难以得到保障；而通过采用GPS 测绘技术开展地形测量工作，每一次测量都能够得到较大面积的地形测量结果，且不会受到天气等外界因素的干扰，能够实现全天候测绘工作，不需要额外考虑到测量点之间的通视问题，且测量过程中多项数据的累计计算精度能够得到充分保障，这就能够在很大程度深提升测量作业效率，还能够节省人力成本，最为重要的是能够避免重复建设测量站点和移动站点，从而实现对测量误差的有效控制，使得测量数据能够更加真实地反映出矿山地质工程实际情况，利用测量获取的数据绘制矿山地质工程地形图。

2.3 放样测量的具体应用

在矿山地质测量中，放样是一项重要工作，因为露天采矿需要进行钻孔、平台边界以及开采边界等不同的放样工作，所有需要将图纸中设计完成的电位定位在矿山实地；在传统的放样测量中，一般采用经纬仪交会放样技术以及全站仪边角放样技术等，这些放样测量技术需要充分架设测量仪器，同时对于可视度具有较高要求，如果遇到特殊天气或特殊情况，会导致放样侧脸工作无法有效开展，所以通过采用GPS 测绘技术与RTK 技术相结合的方式，采用固定与流动的接收机对数据进行处理，从而能够将设计方案中的点位坐标传输到系统中，利用GPS 接收机即可确定在矿山工程中的实际位置，能够有效提升放样效率。

2.4 GPS 测绘技术在大型露天矿山验收中的应用

在大型露天矿山地质工程中，传统测绘设备通常无法完成验收工作，而通过采用GPS 测绘技术，不需要工作人员对其进行看守，验收工作人员能够利用制图软件结合GPS 测绘技术构建完善的数据链，从而能够在很大程度上降低数据输入、数据传输等过程造成的误差数值，实现全过程数字化测量与自动化测量；在采用GPS 测绘技术进行验收测绘时，需要依据连续性、可靠性等基本原则，与周围单位基站系统建立连接关系，从而能够构成更加完善的点位坐标网络体系，进一步提升GPS 测绘系统的覆盖范围，使得测量精度以及测绘效率全面提升。

2.5 在位置测量中的应用

矿山地质工程测量技术主要是对目标矿山的地质进行勘察，测量流程一般包括初步普查、详细调查等多个阶段，获取的测量数据能够为后续矿山开发打下基础。在测量初期阶段，需要明确矿山的具体位置，并制定精细的测绘路线，需要绘制GPS 测绘技术应用路线图，在路线图中准确地展现出矿山周围地形，用于判断周围地形是否会对勘察工作产生影响；通常情况下，开展矿山地质测绘的工程一般为没有开发的矿山，所以其中存在较多的不稳定因素与不确定因素，比如地质坍塌、岩石坠落等，会增加地质测量难度，在此过程中GPS 测绘技术能够发挥出良好的效果。GPS 测绘技术依靠全球GPS 卫星系统，通过传输网络获取定位信息，将定位数据传输到计算机系统中，在矿山测量期间，可以先采用传统的测绘技术获取粗略数据，快速确定矿山的基本信息，之后利用GPS 测绘技术对矿体进行精准化定位，并将这些数据存储在系统中，从而能够得到更加精准的测绘地图。

2.6 在矿山地质工程远程测量中的应用

在对矿山地质工程进行测量时，由于大部分矿山的地质结构较为复杂，存在着无法在实地开展测量工作的问题，在这种情况GPS 测绘技术能够发挥出良好的作用。传统的远程测量技术为利用编码程序对手簿以及全站仪进行编码操作，通过软件将实际地形图实现等比例缩放后绘制地形图，这种技术模式需要全面获取矿山的地貌信息，在复杂地质结构的矿山测量中应用具有较高难度，且当其中一项数据发生错误时，会对整体测绘结果产生直接影响，而通过采用GPS 测绘技术，能够快速完成大范围的远程测量工作，能够有效降低测绘难度，且测绘数据以及数据传输过程较为可靠，能够有效避免测量误差问题出现，适合复杂地形矿山测绘作业开展，能够有效满足矿山地质测绘的远程化测量工作需求。

3 基于GPS测绘技术的矿山地质工程测量具体应用流程与内容

将GPS 测绘技术应用于矿山地质工程中，能够解决许多传统测绘技术无法解决的难题，是现代矿山建设工程中的关键性技术，为此在明确GPS 测绘技术的基本应用方式后，需要准确掌握GPS 测绘技术的具体应用流程与内容。

3.1 GPS 测绘技术应用准备

在采用GPS 测绘技术对矿山地质工程进行测量时，首先需要做好准备工作，完成对矿山区域的勘测，之后按照看勘测结果进行相应的准备。点位选择对于GPS 测绘技术的应用会产生直接影响，是保证测量结果准确性的关键所在，所以需要选择准确的测量点位，确保所选择的测量点位具有代表性，在应用于矿山地质工程测绘时，需要依据如下基本原则：①选择测绘点位需要考虑到接收设备安装便利性，并保证具有良好的视野范围，选择相对位置较高的点位为宜。②在选择测量点位时，需要保证具有良好的可见度，且附近不能存在遮挡物，否则会对信号接收产生影响。③测量点位需要设计在没有大功率无线电发射源的位置中，也不能设计在高压输电线路、微波无线信号传输线覆盖范围中，这些信号会对GPS 测绘设备信号接收产生一定影响，无法有效保障测量结果准确性，需要在选择时充分考虑。④所选择的测量点位之间，不能具有大面积河流以及其他卫星信号物象，防止对卫星信号接收效果产生影响；测量点位需要选择在交通较为便利的区域，从而为设备运输以及安装等提供支持，并对设备安装基础进行处理，确保GPS 接收设备安装基础稳定且牢固。

3.2 标志埋设与基准站设置

标志埋设与基准站设置，是GPS 测绘技术应用过程中的两项重要工作，会对矿山地质工程测量产生直接影响。首先，在标志埋设过程中，通常需要采用具有中心标志的标石，在选择完成的测量点位及时作出相应的标志，确保在测量过程中能过快速找到该标志，标石需要保证坚固且无破损，能够实现长时间的测量应用。其次，在基准站设置过程中，设置方式较为灵活，这也是GPS 测绘技术应用的一项优势，基准站可以设置在没有确定的点位坐标中，也可以设置在已经明确的精准坐标中，只需要将基准站设置在地理位置相对较高的区域皆可，并保证周围不存在障碍物，同时做好电台信号覆盖工作，从而能够有效提升实际运行效果；为了避免出现多重路效应，并防止数据丢失问题发生，基准站周围区域内不能存在无线电发射台以及高压电路等，所以需要做好前期考察工作，选择最有优势的基准站设置位置，以此方式能够为GPS 测绘技术应用效果提升打下基础，获取矿山地质工程更加准确的测量数据。

3.3 GPS 测绘技术的施测与放样

在GPS 测绘技术应用准备工作完成后，正式进入施测阶段。GPS 测绘技术测量的关键点在于获取卫星信号，并对卫星信号进行跟踪与处理，之后得到相关的定位信息与测量数据。施测过程中流程较为简单，是GPS 测绘技术应用的一项优势，每个测量移动站只需要一名工作人员即可完成，在每次测量工作开始前需要明确已经掌握的控制点，保证检测系统能够正常运行，之后开展后续的测量工作。实时动态RTK 处理数据较为便捷，将收集的施测坐标利用数据传输系统导入到计算机中，之后对图形进行编辑处理，将处理后的图形打印出来；在钻孔放样测量中，RTK 实时动态数据能够提供更加精确的导航数据，能够快速准确定位；采用GPS 测绘技术与RTK 技术相结合的模式，不仅能够提高测绘工作效率，还能够提升矿山地质工程测绘经准确，减少人力成本的投入，最大程度满足矿山测绘工程的实际需求，以此方式保障矿山地质工程各项基础数据准确性，将其应用于后续的矿山建设中具有良好的效果。

3.4 测量结果立体化处理

按照GPS 测绘技术的应用原理来看，数显获取卫星的高度截止角度，将获得的数据经过处理后，能够得到测量点位的三维坐标数据，能够利用GPS 测绘技术得到矿山地质工程中测量结果的三维数据，也就是A（x，y，z）形式，将其输入到计算机数据处理系统中以及绘图团建中，能够得到空间立体化的地形图，相比于传统的测绘结果而言，立体化的地形图能够更加准确地展现出矿山地质工程的细节，使得矿山地质信息更加精准，从而能够为后续的矿山开采工作提供支持；输出的矿山地质地形图等，能够输出到移动设备客户端中，以便于工作人员随时查看，具有良好的交互性和操作便利性。

4 结语

综上所述，本文简要阐述了GPS 测绘技术的基本内涵及其应用优势，并对GPS 测绘技术在矿山工程测量中的基本应用方式进行分析，最后提出了GPS 测绘技术的具体应用流程，希望能够对矿山地质工程测量工作起到一定的借鉴和帮助作用，不断提升GPS 测绘技术应用效果。