【摘 要】由于矿产往往深埋于深山之中，若要准确定位矿山情况，其开采需要越来越多的先进技术。近年来，全球卫星定位系统（GPS）是在矿山的开采中用到最多的，它也为施工队伍进山开采提供了便利条件。本文通过介绍GPS在矿山山区的控制测量方法和技术流程，总结了其应用中的优越性与实用性。
【关键词】GPS；矿山山区；测量方法；技术流程
1、GPS控制测量概述
全球定位系统（GPS）是最初应用于军事领域的卫星导航定位，随着现代科技的发展，GPS定位设备的装置逐渐向小体积、轻质量，携带方便的方向发展，由于其定位技术指标具有很高的精度，使之在广大的测量工作者中广泛使用。
GPS在测量中的应用，有以下几个优点：
第一，观测站之间没有必要通视，这样可使点位在选择上变得非常方便，也降低了经费和时间，减少了测量工作的重负和消耗。
第二，定位精度高。如果基线小于50km，它的相对精度甚至可以达到IPPm—ZPPm，而且随着基线相对加长，定位的精度相对就越高，一般测量手段是很难达到这样的精度的。
第三，观测时间短。如果使用经典静态定位法，完成一条基线的相对定位，需要观测时间，随着精度的要求不同，一般为lh～3h。近年来，观测时间进一步缩短，作业速度提高，短基线观测仅需数分钟而已。
进行GPS矿山测量，其程序可以分为五个阶段：测量技术的设计；测量地点的选择；测量有效标志的建立；外业的实地观测；观测数据的成果处理。
2、GPS观测原理和方法
2.1观测原理
GPS的卫星导航定位系统是根据距离后方交会点原理来实现的。在需要测量的地方Q点放置GPS接收机，在特定的时刻同时接收到A，B，C3颗GPS卫星发出的信号，将数据进行一系列整理，并进行计算可以算出这一时刻GPS接收机和GPS卫星之间的距离AQ，BQ，CQ，同样可获得这一时刻这些卫星的空间三维坐标，用距离交会法推算出Q点的三维坐标：
AQ=(X—X1)2+(Y—Y1)2+(Z—Z1)2；
BQ=(X—X2)2+(Y—Y2)2+(Z—Z2)2；
CQ=(X—X3)2+(Y—Y3)2+(Z—Z3)2。
2.2观测作业方法
在观测作业之中，施工的时候应该使用两台或者两台以上信号接收机，将它们布置在一条或数条数据基线端点，根据数据的基线长度和观测精度的要求，按照GPS系统外业的观测要求，同时观测四颗以上的卫星数时段，其长度根据作业测量等级进行最终的确定。
2.3定位精度
基线的精度测量可达到±(5mm+lppm×D)，D是基线长度，以公里计算
2.4作业要求
使用这种作业模式观测到的独立募线边，应该构成闭合的图形（例如三角形和多边形），有利于检核观测成果，增强网的强度，提高检测成果的精确性和可靠性。
2.5GPS控制网的布设
GPS控制网的布设既要满足工程设计和施工需要，也要满足国家的规范要求。根据矿山的实际地理情况，具体布网时需按照实际的需要进行合理布设，而且相邻的GPS点位之间的间距需按照规范要求均匀分布，基线的长度相差不会过大，并且保证最少有一个能与相邻的GPS实现通视效果，因为是在高林密集之地，其地形平均的坡度要达到25度左右，通行通视都很困难，也会给常规性的控制测量带来较大难度。所以精度要求比较严格，防止由于点位的时段不同、精度不同，造成成果的网平差。在实际测量地的选泽点位时，一定要避开建筑、树林等较高障碍物的影响，方便卫星的截止高度不会小于15度。
3、GPS控制网的组成与外业观测
一般情况下，GPS网是由20个点构成，其中包括5个固定点，2个重合检查点．15个GPS新布设四等点，网形的基本结构特征是：20个总点数．41个三边形的闭合环，基线为48，外业的观测需要严格按照四等GPS静态测量技术的要求进行作业。进行观测的时间一般是安排在每天的最佳时段，仪器需要严格对中，整平。每天观测完毕，需要立刻进行数据下载，使数据保持完整性。
3.1观测的技术指标
进行有效观测的卫星数不能小于4颗；观测的时段要大于60min；时段中每一卫星的有效观测时间必须大于20min；卫星高度的截止角需要大于l5°；卫星几何图形因子GDOP值必须小于6个空间位置；精度因子PDOP要小于6；采集数据间隔为15sI；数据的采集为L1方式。
3.2观测时间选择
在矿山山区进行控制测量之中，要根据卫星的星历预报，接收4颗以上的健康卫星信号，并且PDOP值都要小于6。为了能够在最佳的时间内进行有效的观测，每天进行作业时间安排在5：30—9：30，确保GPS网的精准度，保证能够正常的进行控制测量。
4、数据的处理与核算
4.1工程概况将当天外业采集到的数据传送到计算机：在矿山控制测量中，施工的技术人员需要对矿山周围的所有情况和开采的安全系数指标进行了解，然后才可以对矿山1：1000带状地形进行工程测量，在测量区之中，一定首先进行基线向量处理，保障外围的GPS控制网布设外业数据的采集质量和准确性。
4.2需以自动处理输出基线的向量指标为基准，了解基线的解算情况。在作业之中，如果发现同步环的闭合差超过限度，则表示点的位置选择不当，需要调整点位，使同步环上各个测量点观测到的卫星能够同步。
4.3详细记录所有的观测数据：在外业的观测工作之中，保证所有的信息资料都进行了妥善的记录。记录的形式主要是通过观测的结果记录和测量的手簿。观测过程中所有发生的重大问题都应记载，而且问题的出现时间和其处理方式也要认真，及时的进行填写，杜绝事后进行补记、追记。接收机的内存数据和文件在转录到外存的介质上时，不能进行任何随意的剔除或着删改，不可重新加工组合数据实施的操作指令。
5、总结
GPS应用于矿山山区的控制测量中，控制网的布网比较灵活方便、作业率也高而且可以保护自然生态环境，无需进行树木砍伐，具备长远发展意义。由于GPS的测量选点必须避免在大树下或是坡度大的山坡上、陡坎下，才能有较为准确的测量值，所以在技术的使用上比较受条件的限制。但是相比较常规的测量技术，在矿山的控制测量中，GPS定位技术在操作、速度、效率和质量方面，都具有很高的价值，是无法比拟的。
【关键词】GPS；矿山山区；测量方法；技术流程
1、GPS控制测量概述
全球定位系统（GPS）是最初应用于军事领域的卫星导航定位，随着现代科技的发展，GPS定位设备的装置逐渐向小体积、轻质量，携带方便的方向发展，由于其定位技术指标具有很高的精度，使之在广大的测量工作者中广泛使用。
GPS在测量中的应用，有以下几个优点：
第一，观测站之间没有必要通视，这样可使点位在选择上变得非常方便，也降低了经费和时间，减少了测量工作的重负和消耗。
第二，定位精度高。如果基线小于50km，它的相对精度甚至可以达到IPPm—ZPPm，而且随着基线相对加长，定位的精度相对就越高，一般测量手段是很难达到这样的精度的。
第三，观测时间短。如果使用经典静态定位法，完成一条基线的相对定位，需要观测时间，随着精度的要求不同，一般为lh～3h。近年来，观测时间进一步缩短，作业速度提高，短基线观测仅需数分钟而已。
进行GPS矿山测量，其程序可以分为五个阶段：测量技术的设计；测量地点的选择；测量有效标志的建立；外业的实地观测；观测数据的成果处理。
2、GPS观测原理和方法
2.1观测原理
GPS的卫星导航定位系统是根据距离后方交会点原理来实现的。在需要测量的地方Q点放置GPS接收机，在特定的时刻同时接收到A，B，C3颗GPS卫星发出的信号，将数据进行一系列整理，并进行计算可以算出这一时刻GPS接收机和GPS卫星之间的距离AQ，BQ，CQ，同样可获得这一时刻这些卫星的空间三维坐标，用距离交会法推算出Q点的三维坐标：
AQ=(X—X1)2+(Y—Y1)2+(Z—Z1)2；
BQ=(X—X2)2+(Y—Y2)2+(Z—Z2)2；
CQ=(X—X3)2+(Y—Y3)2+(Z—Z3)2。
2.2观测作业方法
在观测作业之中，施工的时候应该使用两台或者两台以上信号接收机，将它们布置在一条或数条数据基线端点，根据数据的基线长度和观测精度的要求，按照GPS系统外业的观测要求，同时观测四颗以上的卫星数时段，其长度根据作业测量等级进行最终的确定。
2.3定位精度
基线的精度测量可达到±(5mm+lppm×D)，D是基线长度，以公里计算
2.4作业要求
使用这种作业模式观测到的独立募线边，应该构成闭合的图形（例如三角形和多边形），有利于检核观测成果，增强网的强度，提高检测成果的精确性和可靠性。
2.5GPS控制网的布设
GPS控制网的布设既要满足工程设计和施工需要，也要满足国家的规范要求。根据矿山的实际地理情况，具体布网时需按照实际的需要进行合理布设，而且相邻的GPS点位之间的间距需按照规范要求均匀分布，基线的长度相差不会过大，并且保证最少有一个能与相邻的GPS实现通视效果，因为是在高林密集之地，其地形平均的坡度要达到25度左右，通行通视都很困难，也会给常规性的控制测量带来较大难度。所以精度要求比较严格，防止由于点位的时段不同、精度不同，造成成果的网平差。在实际测量地的选泽点位时，一定要避开建筑、树林等较高障碍物的影响，方便卫星的截止高度不会小于15度。
3、GPS控制网的组成与外业观测
一般情况下，GPS网是由20个点构成，其中包括5个固定点，2个重合检查点．15个GPS新布设四等点，网形的基本结构特征是：20个总点数．41个三边形的闭合环，基线为48，外业的观测需要严格按照四等GPS静态测量技术的要求进行作业。进行观测的时间一般是安排在每天的最佳时段，仪器需要严格对中，整平。每天观测完毕，需要立刻进行数据下载，使数据保持完整性。
3.1观测的技术指标
进行有效观测的卫星数不能小于4颗；观测的时段要大于60min；时段中每一卫星的有效观测时间必须大于20min；卫星高度的截止角需要大于l5°；卫星几何图形因子GDOP值必须小于6个空间位置；精度因子PDOP要小于6；采集数据间隔为15sI；数据的采集为L1方式。
3.2观测时间选择
在矿山山区进行控制测量之中，要根据卫星的星历预报，接收4颗以上的健康卫星信号，并且PDOP值都要小于6。为了能够在最佳的时间内进行有效的观测，每天进行作业时间安排在5：30—9：30，确保GPS网的精准度，保证能够正常的进行控制测量。
4、数据的处理与核算
4.1工程概况将当天外业采集到的数据传送到计算机：在矿山控制测量中，施工的技术人员需要对矿山周围的所有情况和开采的安全系数指标进行了解，然后才可以对矿山1：1000带状地形进行工程测量，在测量区之中，一定首先进行基线向量处理，保障外围的GPS控制网布设外业数据的采集质量和准确性。
4.2需以自动处理输出基线的向量指标为基准，了解基线的解算情况。在作业之中，如果发现同步环的闭合差超过限度，则表示点的位置选择不当，需要调整点位，使同步环上各个测量点观测到的卫星能够同步。
4.3详细记录所有的观测数据：在外业的观测工作之中，保证所有的信息资料都进行了妥善的记录。记录的形式主要是通过观测的结果记录和测量的手簿。观测过程中所有发生的重大问题都应记载，而且问题的出现时间和其处理方式也要认真，及时的进行填写，杜绝事后进行补记、追记。接收机的内存数据和文件在转录到外存的介质上时，不能进行任何随意的剔除或着删改，不可重新加工组合数据实施的操作指令。
5、总结
GPS应用于矿山山区的控制测量中，控制网的布网比较灵活方便、作业率也高而且可以保护自然生态环境，无需进行树木砍伐，具备长远发展意义。由于GPS的测量选点必须避免在大树下或是坡度大的山坡上、陡坎下，才能有较为准确的测量值，所以在技术的使用上比较受条件的限制。但是相比较常规的测量技术，在矿山的控制测量中，GPS定位技术在操作、速度、效率和质量方面，都具有很高的价值，是无法比拟的。
参考文献
[1]孙振华,王鹏.在矿山地形控制测量中GPS的应用探索[J].城市建设理论研究（电子版）2011(28)
[2]宋小刚.矿山山区控制测量中GPS技术应用[J].科技风2011(8):50
[3]曾科.GPS技术应用于矿山山区控制测量思路探讨[J].科技资讯 2010(26):51
[1]孙振华,王鹏.在矿山地形控制测量中GPS的应用探索[J].城市建设理论研究（电子版）2011(28)
[2]宋小刚.矿山山区控制测量中GPS技术应用[J].科技风2011(8):50
[3]曾科.GPS技术应用于矿山山区控制测量思路探讨[J].科技资讯 2010(26):51
