摘要：现如今，我国的科技发展十分迅速，现代卫星导航定位GNSS技术通过全球导航卫星系统的精确定位和测量，实现了传统测量技术中所无法解决的一些实际问题，在矿山的工程测量中得到广泛的应用。本文主要从GNSS测绘技术的概述入手，结合工程案例分析GNSS技术在矿山工程测量中的具体应用，并对GNSS技术内业的处理与精度评定作出详细的研究和探索，力求通过分析，更好的提升矿区工程测量的质量，以促进矿山工程测量的数字化进程。
关键词：GNSS技术；矿山工程测量；应用研究
引言
矿山测量是指在煤矿、金属矿、非金属矿、建材矿和化学矿等矿山施工建造过程中和运营管理阶段进行的一种测量工作，其工作重点是定期对地层移动、地面沉降、巷道位移、矿山复垦等进行测量，以满足矿山的规划设计、勘探开发、生产运营和矿山报废等需求。近年来，随着测量技术的不断发展，矿山测量方法先后经历了地基无线电导航、传统大地测量、天文测量导航定位、卫星导航定位等阶段，测量工作朝着高效、快速、精准方向高速发展。文章在对GNSS技术原理和特点进行分析的基础上，结合GNSS技术的矿山测量应用情况，旨在为今后各矿山测量工作提供方向。
1GNSS技术原理和特点分析
GNSS全称全球导航卫星系统，是由美国的全球卫星定位系统、欧洲的伽利略卫星导航系统、俄罗斯的GLONASS全球卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统以及日本的MSAS多功能运输卫星增强系统等多个卫星导航定位及其增强型系统所拼凑组成的大系统，是通过人造卫星发送和接收空间地理信息，为全球提供全时段、高精度的地理坐标、速度与时间信息服务的无线电导航系统，是利用卫星之间的伪距、星历、卫星发射时间等信息进行精准测量和精准定位的技术方法。其工作原理是空间测距交会，是通过某一测量基准站的一个固定坐标为参考，采集4颗以上卫星的三维空间坐标作比对，得到基准站与卫星之间的差值，进而计算确定高精准的测量基站空间信息，其测试结果能够精确到毫米级别，能够有效提升测量的质量。具体的是，首先以地面主控站为基点，采集范围内各监测站的观测资料和气象信息，然后，通过内设系统计算采集的各卫星的星历表和卫星钟改正数，再通过注入站向GPS卫星注入按规定的格式编辑导航电文。用户测量定位时，系统利用接收机的储存星历，初步计算出各卫星的大致空间位置，然后，利用计算机选择四颗范围较广的卫星进行观测，确定GNSS系统卫星的空间位置坐标，进而精确解算卫星测站的具体位置坐标。该方法能够获取丰富的导航信息，可以提高卫星导航用户的可用性、精确性、完备性、可靠性，与此同时，GNSS技术适应性强，无严苛的限制条件，操作简便，兼容度较高，可极大的提升工程测量数据的收集与处理速度，应用领域广阔、前景极大。目前，常用的GNSS接收机主要有：天宝R8系列、徕卡GS12、GS15系列、拓普康HiPerGa/Gb系列、南方灵锐S86系列、S82c系列、中海达IRTK1代、IRTK2代等。
2GNSS技术在矿山测量中的应用
2.1在控制测量中的应用
矿山控制测量的目的是为各阶段矿山测量工作提供高精度基准点与坐标参考系统，为矿山规划设计、勘探开发提供先决条件。GNSS技术在矿山控制测量中的应用主要是利用GNSS提供的无须通视各导线点的静态差分定位技术进行测量，再通过接收机对控制点进行差分定位，然后通过接收机的差分定位时间调整，达到精准测量的目的。相比于采用导线测量的传统矿山测量方法，GNSS测量技术具有不受到地形条件、天气变化、构建筑物以及误差积累的影响，较高的控制精度等优点，并且对测量条件和控制点选点的要求相对更低，因此，将GNSS技术应用在矿山测量中具有更大的市场。
2.2钻孔的放样
最后，GNSSRTK技术的利用体现在钻孔放样当中。
在露天矿山的具体测量中，钻孔放样是一项非常普遍的工作，地质工程师一般需要根据工作计划在地形图上做好钻孔设计，测量人员需要基于设计图对各个钻孔的坐标进行提取。传统的放样主要是通过全站仪的放样功能实现的，需要观测员和立镜员进行配合，而且测站点和立镜员之间也要保持通视。利用RTK技术做具体的放样工作，一个人就可以完成过去几个人的工作，而且放样的效果和效率会有明显的提升。简单来讲，GNSSRTK技术在放样实践中的利用比其全站仪放样有突出的优势。
2.3矿区的变形监测
在矿山开采过程中，随着开采深度不断加大，地形相对高差逐步增大，边坡数量不断增加，出现崩塌的可能性不断加大，与此同时，受采空区影响，矿山周边地面出现塌陷的风险也不断增加，开展矿区变形监测，及时发现安全风险并预警是避免重大安全事故发生，保证人员财产安全的有效手段。然而，变形监测的各项指标往往需要达到毫米级或者亚毫米级的精度，这是传统监测方法所难以达到的。此时，建立由数据采集、传输和GNSS数据处理中心构成的GNSS自动化变形监测系统可实现长期稳定监视监测点、无线传送高精度监测数据，全年连续对矿山变形进行观测的目的，同时，GNSS数据处理中心可实时将观测数据进行分析处理，预警超过限制的变形，为矿山管理者实时掌握矿山安全信息提供可能。
2.4GNSS仪器检验
检查仪器是否配备接收机天线，确保仪器箱及其配件相匹配，核查仪器各部位齐全无损且外观良好，检查电源信号灯正常工作，检查按键和显示系统正常工作，利用自测试命令对接收机接收信号强弱、锁定卫星数据快慢和卫星失锁等情况进行测试，确保上述各环节正常。然后开机进行试测量，观察各通道上跟踪的卫星高度角和方位角、采集的连续观测值个数与全部观测值、计算出的经纬度、接收机内部噪音水平、天线相位中心稳定性、光学对点器、蓄电池的充电度等情况是否正常。只有上述各环节检验合格后方可投入使用。
2.5网平差处理与高程成果检测
在保证基线处理与同异步环合格后，GNSS系统需要对于数据进行网平差进行处理，并且最终结算出GPS网络控制点。首先，在解算数据方面，GPS控制网络总共涉及12个观测区域，站点为8个，基线共18条，同步环数12个，异步环数8个，经过检测全部合格。其次，在自由平差结果方面，基本满足限差标准，精度基线18条，平差点为8个，单位权重误差为0.7116，各项数据的检验结果都符合检测标准。最后，在弱边和弱点的检验中，静态观测数据经过HGO的结算与HDS2003软件对比，HGO优势在于可以有效增加BDS卫星数据进行相关处理，减少因数据冗长不利于数据解算精度。同时，HGO解算的成果可以大幅度提高精度，特别是在最弱边的相对误差和点位的平面误差精度上幅度明显提升。
结语
GNSS测量技术是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等进行观测量的技术方法，具有适应性强、无严苛的条件限制、不受障碍物影响、兼容度较高等特点，可极大地提升工程测量数据的收集与处理速度，在矿山控制测量、建设工程及地形测量、生态环境破坏监测等方面具有广泛的应用前景。相信在不久的将来，GNSS测量技术将在矿山的规划设计、勘探开发、生产运营和矿山报废方面起到更为重要的作用。
参考文献
[1]文述生,王江林,李宁,闫少霞.GNSSRTK在测绘测量中的技术应用研究[J].科技创新与应用,2018(25):11-14.
[2]刘兴业.GPS技术在矿山测量中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2017(20):48-59.
[3]苗树平.基于GNSS技术的矿区地表三维形变监测研究[J].现代矿业,2015,31(03):105-106.
[4]中国地质调查局.地质调查GPS测量规程[S].2014:1-32.