全球定位系统在矿区地面测量中的应用

[摘 要]全球定位系统具备精度高,时间短,自动化,全天候、测站之间无须通视等优势,在各行各业中有了很广泛的应用.其中以测量行业的使用最为明显.文章从这个角度出发,首先探析了GPS全球定位系统的含义、组成部分以及的工作原理,简要介绍了GPS静态测量的一般流程,并分析了以RTK技术的使用为重点,形成健全的矿区地面测量内容体系,对于提高矿区测量数据精度,保证矿区各项工作的开展奠定了良好的物质基础.

[关 键 词]全球定位系统GPS及时矿区测量

[中图分类号]V556[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-8-193-1

将全球定位系统使用到矿区测量工作中去,不仅仅可以促进测量精度和质量的提高,还将促进全球定期系统的专业化发展.实际上,在没有适用全球定位系统之前,矿区地面测量的效率不高,数据资源的有效性不可靠,从而使得矿区勘探工作水平一直处于低下的状态.由此,我们有必要针对于全球定位系统展开探析和研究,以促进矿区测量工作水平和质量的提高.

1全球定位系统的概述

1.1全球定位系统的含义

全球定位系统,英文简称为GPS,是由美国军方研发的卫星导航系统,具备全天候,自动化程度高,精度准确和效率高的特点,而被使用到各行各业.

1.2全球定位系统的组成

严格来讲,全球定位系统由三个部分组成,即空间部分（即GPS卫星）、地面监控部分（即地面监控系统）、用户部分（GPS信号接收机）.其中空间部分,GPS卫星星座是由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成,平均分布在6个轨道平面.在用GPS信号导航定位时.为了解算未知点的三维坐标.必须四颗以上GPS卫星.地面监控部分,主要涉及到1个主控站,3个注入站和5个监测站以及相关通信与辅助系统,主控站位于美国科罗拉多州春田市（Colorado.Springfield）,它的主要任务是依据监测获得的数据进行计算,在此基础上获得相关的系列参数,将其融入到注入站去,注入站是将主控站计算的数据注入到卫星中去,监控站接收卫星信号,监测卫星的工作状态,这就是整个GPS运行的流程.至于用户部分,主要构件为GPS接收机和数据处理设备.显然其作用在于接受发送出来的信息,实现地面三维坐标的建立和显示.

1.3GPS的工作原理

GPS定位的基本原理：是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置.首先通过GPS卫星星历可知其瞬时位置；在瞬时位置已知的前提下,将观测量界定为卫星和用户接收机天线相位中心之间的距离,在空间距离之后会出现交会的现象,由此我们可以对于其准确位置进行确定,并且以三维的方式来表现出来.

随着GPS技术的进步和接收机的迅速发展,GPS在测量定位领域已得到了较为广泛的应用.但是,针对不同的领域和用户的不同要求,需要采用的具体

测量方法是不一样的.一般来说,GPS测量模式可分为静态测量和动态测量两种模式.

2全球定位系统的静态测量作业流程

静态测量作业方式的操作流程为：首先,将2台以上的GPS接收机分别安置于一条或者数条基线的端点上,同步观测4颗以上卫星,其次,以同步进行的方式来保证观测的连续性,遵循矿区控制网的等级去实现时间间隔,时段程度,卫星高度角,卫星数的界定；最后,在数据采集工作完成之后,使用专业化的软件对于数据进行分析,从而获得三维坐标.静态测量的组网方式一般情况下可以归结为三种,即连接方式、边连接方式和网连接方式.这三种方式各有自己的优势和缺陷,应该具体问题具体分析.矿区测量过程中,应该结合实际情况,选择其中一种,或者多种混用的方式去进行组网方式的实现.

3RTK技术的使用

RTK技术全称为实时动态定位技术,是一种新的常用的GPS测量方法.以往的静态、动态测量都需要事后结算才能达到厘米级别的精度,而RTK可以获得实时的厘米级精度的测量方法.它是以基准站和流动站为基础建立而成的,具体来讲,其在操作上需要在基准点上安置一个GPS接收机,形成基准站,通过流动站与基准站对于同一卫星的连续观测.一旦流动站接收机获得卫星信号,无线电传输设备就会收到基准站上的观测信息,最后借助计算机分析出流动站上的三维坐标点的具体位置,这就是实时动态定位系统的运行原理.

4矿区地面测量的主要应用

从理论上来讲,将全球定位系统使用到矿区地面测量工作中去,主要涉及到以下几方面的内容：矿区平面控制网的布设、矿区范围内地形图的测量、矿区平面图的测量,受采动影响造成地表建筑物变形监测等.具体来讲,矿区应该从以下几方面来开展工作：其一,依据GPS静态测量技术建立健全矿区控制网络.依照国家相关方面的固定,矿区控制网需要在满足一、二等控制网等级的前提下,形成三、四等或等外控制网,从而形成内外健全的控制体系.在实际操作过程中,往往会以采矿需求为依据,需要注意以下几方面问题：在使用GPS系统静态测量技术进行网络建设的时候,应该带入2个以上的国家控制点,这是因为我国自行的坐标系和GPS系统采用的坐标系是不一样的,就需要对其进行转换,以保证在控制网带入过程中可以实现组网方式的控制,从而保证构成同步环.视控制网中控制点个数.确定几台接收机同时进行观测.其二,使用实时动态技术去完成矿区地面测量的其他任务,具体来讲其测量的流程为：首先,切实找到基准站,在相关位置上进行GPS接收机的安装,做好基准站各项数值的设置工作；其次,在流动站上进行数值的设置,保证其吻合性；再者,积极收集已知点的坐标,通过计算去验证相关参数的正确性；然后,如果确定上述参数是相互吻合的,应该积极进行数据采集工作；最后,将移动站的电子手薄与计算机连接,使用专业化的软件对于下载的数据进行编辑和处理.工程放样时,可将要放样的点的坐标预先储存在移动站中.这样就可以按照点放样、线段放样方式进行连续的放样,RTK技术适用于矿山地形测量、矿区平面图的测量、碎部测量及放样等.

5结束语

综上所述,将GPS全球定位系统使用到矿区测量工作中去,还有很多方面的内容需要注意,如果想获得更加精准的数据,更加全面的信息资源,就要保证全球定位系统切实的实现了对于矿区基本情况的测量.我们相信,随着全球定位系统技术的不断发展,将在矿区测量方面发挥着越来越重要的作用.