孙晋锋
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摘要：全球定位系统（GPS）是借助分布在空中的多个GPS卫星确定地面点位置的一种新型定位系统。GPS定位具有全天候、高精度、定位速度快、布点灵活和操作方便等特点。因此，GPS技术在测量学、导航学及其相关学科领域获得了极其广泛的应用。目前，测量学中经典的平面控制测量，正逐步被GPS测量技术所代替。本文对GPS技术在矿山测量中的运用进行了分析探讨。
关键词：GPS技术；矿山测量；应用
一、GPS 技术与矿山测量
（一）GPS 技术的简介
GPS 是全球定位系统的简称，发源于美国。在1964 年正式投入使用，由于其具有很大的优越性，所以能在很多领域备受关注，其自身的全球性，连续性，实时性等特点更是使自身能在不同的场合，不同的领域都发挥着不同的作用。它自身既可以做到定位导航，又可以做到实地测量，除此之外还具有良好的抵抗外来干扰能力和保密能力，可谓功能强大，多才多艺。近几年来，随着科学技术的不断发展，GPS 技术更是被广泛运用于全球各个国家与地区，被广泛运用于各个领域，并且在其原有的基础上不断得到了发展，取得了辉煌的成就。
（二）GPS 系统的组成
1、GPS 系统的空间组成
在空间领域中，定位系统由卫星组成。包括实施信息采集传输的主卫星和替补功能的附属卫星。不同采集任务的卫星系统运转航线都不相同，处于平行位置，即使有需要重叠的点也会在时间上做出规划。GPS 定位卫星的高度距离地面20200 公里。系统中包含信息传输装置，图像采集系统。对其轨道的规划设计中会保证全方位覆盖地球，不存在盲区。
2、GPS 系统的地面支撑系统
地面由接收雷达、数据处理基站、图像计算生成等系统组成。通过编码的设定实现对信息的接收任务。可满足不同工作的需求。接收天线通过感应电磁波而进行工作。整理信息的同时还包括卫星的监测系统，掌控卫星在空间运转情况，解决出现的问题【1】。
3、GPS 系统的用户设备部分（GPS 接收机）
用户端会有一个相对简单的接收装置。这种设备构成元件简单，传递出来的信息已经经过了严谨的分析计算，用户端只做接收准备就可以。结构组成包括可以成像的显示设备，接收信号的IC 线、以及提供系统运转能量的设施。
（三）GPS工作原理
总体而言，GPS 是利用全球定位卫星来工作的，实时的定位与检测。主要是全球定位卫星，控制站与地面信号接收机在发挥着巨大的作用。它通过地面信号接收机接收来自多个定位卫星对测定点的位置测定信号，然后利用空间距离后方交会的测量方法，来确定测定点的具体位置，最后对其进行实时定位，导航，测量。
矿山测量会随着社会的发展发生动态的变换， 其应用领域也发生着不断地变化。如今，矿山测量运用的GPS 技术越发成熟，由于计算机系统能够对测量信息实现实时获取，并进行分析与处理， 因此计算机技术的应用使矿山测量获得了更大的发展。矿山测量普遍应用于矿山的勘探、开发与运营， 在金属矿、有色金属矿与煤矿的生产过程中发挥着巨大的作用；同时能够对地表及地下的资源、空间与环境进行信息采集，为资源开发与环境的保护提供了有力的帮助。
二、GPS测量技术的特征
目前的GPS在各自电子技术的帮助下，已经广泛的应用在大地测量、城市测量、工程测量、定位测量等领域，逐步成为了常规化的测量手段，其特征有以下几点：(1）解决了通视障碍的困扰，因为是利用卫星作为媒介，这样就使得观测站之间不需要通视。测量中可以更加灵活地进行测量电站的选择，解决了大范围测量所遇到的通视问题；(2）观测的精度高，数据准确可靠。观测中一般的RTK技术可以到达的平面精度为10mm量级，高程精度为20mm量级，静态观测的精度可以达到平面内的5mm量级，而且利用载波技术提高了数据传输和处理的安全可靠性。(3）耗时短，在观测中采用新的GPS RTK技术可以在1s～2s内获得测量对象的三维坐标，大大提高了观测的实时性和高效性；(4）系统提供的是立体化三维坐标，这就给测量增加了丰富的参照形式，可以通过对三维坐标的处理形成一系列图形和相关数据，为测量数据的后续处理提供了帮助。(5）操作简单容易。GPS的接收装置已经得到了较大的改进，自动化程度较高，操作中已经可以通过语音提示来帮助完成测量，减少了出错的概率。另外，在操作系统上也与流行的计算机操作软件进行了连接，且实现了触摸操作，如用蓝牙连接还可以实时接收机数据，选择相应的测量作用的模式，即可进入工作状态；(6)GPS的测量不需要考虑天气因素的影响，也不会受到地形的限制【2】。
三、 GPS在矿山测量中的应用
（一）对采掘和剥离的现状和地形进行测量
传统的测量方法都需在测站上对周围的地貌和地物进行细化的布点，而且这些测点都需要和测站保持通视，参与测量的人员至少需要2～3人通视操作才能完成，在汇总数据绘图的时候，一旦发现问题就需要到野外进行重测【3】。目前的GPS RTK技术在一般的地形条件下，所设的观测站可以一次性完成对半径10km范围内的区域实现测量，大大减少了以往测量方式所需要的控制点和测量仪器的数量，以及设备移动的次数。而且一次操作就可以完成测量，尤其是对地形的碎部测量，只需等待很短的时间既可以得到三维坐标。同时测量中只需输入地物的编码就可以实时的了解点位精度。该技术让野外作业提高了效率、节约了费用，降低了劳动的强度。而且在矿区的测量中实现了更高的精度和准确性，在生成图像后精度可以到达厘米级，误差较小，为采掘区、剥离区的测量提供了可靠的三维坐标数据，同时通过软件还可以实现一次性成图，绘制所需要的地形图。
（二）帮助钻孔、征地、边界划分等放样
利用GPS的定位和测量精度高的特点完全可以实现对某一区域的定位测量和规划。因此在矿山的开采、施工等测量中利用GPS来进行具体位置和边界性的确定是十分可靠的。而且GPS的作业不受气候的影响，而且在工作中可以进行远距离的测量，使其成为了目前矿山工程测量的首选测绘技术。
（三）帮助进行工程量的测量
目前采用GPD和软件进行配合，可以形成开采管理的数据库系统，这样可以减少中间环节的数据传递和处理，并可以实现CAD化，提高了矿山生产的管理效率。同时其测量的精度高、速度快，使得利用很少的人力就可以完成对较大采剥工程量的数据采集和图表更新，并且通过实时更新的三维数据可以实现对大型露天矿区的采剥工程量进行测量和验收。
四、结束语
在开展矿山测量工作的过程中，使用GPS技术具有十分重要的意义，而且随着时间的推移，我国GPS技术已经相对成熟，在对其进行测量的过程中，需要配合其他测量设备进行共同使用。由此，需要相关测量单位聘请专业测量人员使用测量设备，进而为实现测量工作优势互补提供了有利条件。而且在此过程中，还能够有效提高测量效率以及测量质量，充分保障矿山测量工作的顺利开展。
参考文献
【1】林胜松.GPS技术在建筑工程测量中的应用及改进分析[J].工程建设与设计，2019（14）：242-243.
【2】王凤.矿山测量中GPS技术应用与优势探索[J].世界有色金属，2018（09）：21+23.
【3】刘志民.煤矿矿山测量数字化技术在生产中的应用分析[J].山东工业技术，2018（04）：98+85.