摘要：由于科技的發(fā)展，礦山測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)逐漸向國(guó)際化發(fā)展，隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，文章分析了進(jìn)入21世紀(jì)中國(guó)礦山測(cè)量面臨的特殊問(wèn)題，礦山測(cè)量技術(shù)的創(chuàng)新，探討新時(shí)期它面臨的形勢(shì)及任務(wù)。

　　關(guān)鍵詞：礦山測(cè)量,RTK,技術(shù),創(chuàng)新

　　礦山測(cè)量是礦山建設(shè)時(shí)期和生產(chǎn)時(shí)期的重要一環(huán)，測(cè)量工作及測(cè)量成果是為礦山生產(chǎn)服務(wù)的。隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，礦山測(cè)量也不斷創(chuàng)新和發(fā)展，面對(duì)各種挑戰(zhàn)和機(jī)遇同在的關(guān)鍵時(shí)代，廣大測(cè)量科技工作者肩負(fù)著歷史的責(zé)任，有必要對(duì)礦山測(cè)量走過(guò)的艱苦歷程及其未來(lái)作一些回顧和認(rèn)識(shí)。

　　一、我國(guó)礦山測(cè)量技術(shù)方面存在的問(wèn)題

　　1.礦山測(cè)量工作者地位低、權(quán)利小

　　礦山測(cè)量是礦山生產(chǎn)建設(shè)中的一項(xiàng)必不可少的技術(shù)工作，測(cè)量成果不但要為礦山生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，也要為安全生產(chǎn)提供信息，以供領(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全生產(chǎn)做出決策，是實(shí)現(xiàn)礦山安全生產(chǎn)的重要組成部分。但是，從20世紀(jì)90年代，在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的沖擊下，礦山企業(yè)以追求利潤(rùn)最大化為企業(yè)根本目標(biāo)。“采好礦，采成本低的礦”成為全國(guó)礦山企業(yè)的普遍現(xiàn)象，在這種背景下，作為輔助部門(mén)的礦山測(cè)量技術(shù)力量受到影響、基礎(chǔ)工作削弱。礦山測(cè)量工作者在礦山生產(chǎn)一線(xiàn)中天天忙碌于導(dǎo)線(xiàn)與給向的簡(jiǎn)單輔助角色上，地位低、權(quán)利小。

　　2.礦山測(cè)量人才大量流失

　　眾所周知，煤礦企業(yè)生產(chǎn)條件差，危險(xiǎn)程度高，礦山測(cè)量待遇低，幾乎沒(méi)有測(cè)量畢業(yè)生愿意到煤礦企業(yè)工作，大量技術(shù)人員離職離崗到建筑、交通等工程行業(yè)發(fā)展，嚴(yán)重削弱了礦山測(cè)量技術(shù)力量。

　　二、礦山測(cè)量的概念論述

　　礦山測(cè)量是一門(mén)交叉學(xué)科，它的發(fā)展、變化密切相關(guān)主要涉及3個(gè)力面：一是采礦技術(shù)和礦業(yè)工程的發(fā)展及要求；二是測(cè)繪科學(xué)技術(shù)與儀器設(shè)備的發(fā)展；三是其它學(xué)科的發(fā)展與影響。例如地質(zhì)學(xué)、數(shù)理科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等。在中國(guó)，曾經(jīng)給礦山測(cè)量學(xué)科定義為：是礦山地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)各階段，研究測(cè)定礦山地面、地下點(diǎn)的幾何位置，獲得礦體、礦山開(kāi)采和開(kāi)采沉陷的各種空間幾何信息，進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理，編制各種比例尺的礦山地面、地下開(kāi)采圖件，同時(shí)研究礦產(chǎn)資源合理開(kāi)采、開(kāi)采沉陷及其防護(hù)的理論和技術(shù)的學(xué)科。并且明確它對(duì)礦山生產(chǎn)的4個(gè)作用，即參謀作用、指導(dǎo)作用、保證作用和監(jiān)督作用。

　　國(guó)際礦山測(cè)量協(xié)會(huì)曾經(jīng)給礦山測(cè)量的任務(wù)定義為：從開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)礦藏的地質(zhì)條件；礦山權(quán)益的調(diào)查研究與交涉談判；礦山測(cè)量的施測(cè)、記錄、存儲(chǔ)、計(jì)算及礦圖繪制；采礦對(duì)地表及地下巖層影響的測(cè)量與預(yù)計(jì)；礦床儲(chǔ)量的調(diào)查和估算；礦山規(guī)劃等。

　　三、礦山測(cè)量技術(shù)創(chuàng)新方向

　　1.理論創(chuàng)新

　　礦山測(cè)量在理論上來(lái)說(shuō)是一門(mén)交叉學(xué)科，其理論涵蓋了相關(guān)的各門(mén)學(xué)科，隨著相關(guān)學(xué)科在理論、技術(shù)與應(yīng)用力而的不斷發(fā)展，必將對(duì)礦山測(cè)量有所啟發(fā)，從而可以對(duì)礦山測(cè)量的理論進(jìn)行突破，通過(guò)理論上的創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)礦山測(cè)量學(xué)科的發(fā)展。

　　2.技術(shù)創(chuàng)新

　　礦山測(cè)量是門(mén)技術(shù)科學(xué)，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涉及到礦山生產(chǎn)的各個(gè)階段，應(yīng)用于礦區(qū)生產(chǎn)與管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，而且實(shí)踐中的新問(wèn)題總在不斷產(chǎn)生，并要求有效的解決辦法，如何在已有的軟硬件的基礎(chǔ)上，通過(guò)技術(shù)的改革和發(fā)展，科學(xué)、高效地解決出現(xiàn)的問(wèn)題，就要求進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。

　　3.應(yīng)用創(chuàng)新

　　礦山測(cè)量是一門(mén)發(fā)展的科學(xué)，其應(yīng)用領(lǐng)域隨社會(huì)發(fā)展、礦山生產(chǎn)的發(fā)展而處在動(dòng)態(tài)的變化之中，礦山測(cè)量既要鞏固傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，又要不斷開(kāi)拓新的、有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域，這就要求在其應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用體系、應(yīng)用模式上都能進(jìn)行創(chuàng)新。只有通過(guò)不斷的創(chuàng)新，礦山測(cè)量學(xué)才能處在不斷的發(fā)展與進(jìn)步之中。

　　四、傳統(tǒng)的測(cè)量方法在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

　　1.一般測(cè)量

　　利用全站儀在井下進(jìn)行一般測(cè)量時(shí)，為了加快測(cè)量速度，可直接設(shè)置后視方位、測(cè)站坐標(biāo)及高程，并設(shè)置好儀器高及鏡站高，直接讀取、記錄所測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，從而及時(shí)了解掘進(jìn)進(jìn)度，指導(dǎo)井下工程按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，保證安全作業(yè)。為便于檢查，須同時(shí)記錄所測(cè)點(diǎn)的方位、平距、高差、垂直角、斜距。井下定中線(xiàn)、腰線(xiàn)時(shí)，由于全站儀可直接調(diào)出方位和讀出距離，省去了很多輔助工作，能方便、準(zhǔn)確地現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定中、腰線(xiàn)。

　　2.角度測(cè)量

　　角度測(cè)量是井卜測(cè)量中的重要工作，也是關(guān)鍵的工作。角度測(cè)量精度的高低直接影響到方位角的大小，從而影響最弱點(diǎn)和最弱邊的誤差。利用全站儀內(nèi)置的重復(fù)角度測(cè)量模式測(cè)量，既能消除正倒鏡的2C差，又能及時(shí)反映測(cè)量誤差，避免了來(lái)回轉(zhuǎn)換正倒鏡。井下角度測(cè)量照準(zhǔn)方向一般以垂球線(xiàn)為最佳。為了得到最好的背景效果，可在垂球線(xiàn)后而用照明工具透過(guò)透明紙進(jìn)行照明，并把部分反光的照明燈關(guān)閉，以便更好地尋找測(cè)量目標(biāo)。

　　3.邊長(zhǎng)測(cè)量

　　傳統(tǒng)的井下導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量邊長(zhǎng)是2人水平同時(shí)拉鋼尺，2人讀取數(shù)字，通常往往因2人力量把握不均，難以讀數(shù)，此外還有因聽(tīng)錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)或算錯(cuò)而導(dǎo)致限差不合要求，從而常常進(jìn)行反復(fù)多次測(cè)量才符合要求，特別是在斜巷(20°-30°)上測(cè)量邊長(zhǎng)難度更大。由于受鋼尺長(zhǎng)度的影響，限定了導(dǎo)線(xiàn)邊長(zhǎng)不能超過(guò)50m；當(dāng)測(cè)量高級(jí)導(dǎo)線(xiàn)邊長(zhǎng)超過(guò)50m，除必須設(shè)中間定轉(zhuǎn)點(diǎn)外，還必須考慮鋼尺的各項(xiàng)改正，給測(cè)量工作帶來(lái)很多困難。全站儀的電子測(cè)距克服了鋼尺測(cè)量的諸多缺點(diǎn)，邊長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)50m，不但減少了測(cè)站，而且提高了測(cè)量精度。值得注意的是棱鏡整平對(duì)中后必須對(duì)準(zhǔn)全站儀測(cè)站方向。由于井下受潮濕、溫度、能見(jiàn)度、照明亮度等影響，加上垂球線(xiàn)細(xì)度問(wèn)題以及照準(zhǔn)方向背景不好，兩測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)的邊長(zhǎng)設(shè)置，在直線(xiàn)巷道中以不大于300m為宜。

　　4.高程測(cè)量

　　井下高程測(cè)量一般利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行，全站儀通過(guò)輸入測(cè)站高程，量取儀器高和鏡站高，直接顯示測(cè)量未知點(diǎn)的高程。雖然測(cè)量的是二角高程，但對(duì)指導(dǎo)一般的工程施工，同樣可達(dá)到快而準(zhǔn)的效果，并且可以與水準(zhǔn)高程互相檢核。

　　五、GPSRTK在礦山工程測(cè)量的應(yīng)用

　　在礦山坐標(biāo)系GPS網(wǎng)的控制下測(cè)量計(jì)算出與公路高程系統(tǒng)差值、及與市規(guī)劃局獨(dú)立坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

　　1.采剝現(xiàn)狀與地形測(cè)量

　　過(guò)去測(cè)地形圖時(shí)先要在測(cè)區(qū)范圍建立控制點(diǎn)及圖根點(diǎn)，然后在圖根控制點(diǎn)上架全站儀或經(jīng)緯儀配合小平板測(cè)圖。后來(lái)發(fā)展到外業(yè)用全站儀和電子手薄配合地物編碼，用大比例測(cè)圖軟件來(lái)進(jìn)行測(cè)圖，都要求在測(cè)站上測(cè)四周的地物地貌等碎部點(diǎn)，這些碎部點(diǎn)都必須與測(cè)站通視，而且至少要求2-3人操作，在拼圖時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)還得到野外去重測(cè)。現(xiàn)在采用RTK，在一般的地形地勢(shì)下，設(shè)站一次即可測(cè)完以10多公里為半徑的測(cè)區(qū)，大大減少傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的搬站次數(shù)，僅需一個(gè)操作，在地形地貌碎部點(diǎn)上待1-2s，可以得到該點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。同時(shí)輸入地物編碼，在測(cè)量過(guò)程中實(shí)時(shí)知道點(diǎn)位精度，這樣使作業(yè)速度加快，節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用，也提高了勞動(dòng)效率。RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)，并且誤差沒(méi)有累加，數(shù)據(jù)安全可靠、當(dāng)一個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)完后回到室內(nèi)，由成圖軟件通過(guò)接口，就可以繪制輸出所需求的地形圖。

　　2.鉆孔、征地邊界、境界線(xiàn)等工程放樣

　　把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)，用常規(guī)的放樣如經(jīng)緯儀交會(huì)放樣，全站儀的邊角等，一般要放出一個(gè)設(shè)計(jì)好的點(diǎn)時(shí)，往往需要來(lái)回移動(dòng)目標(biāo)，而且要2-3人操作，同時(shí)在放樣過(guò)程中還要求點(diǎn)間通視情況良好，有時(shí)放樣過(guò)程遇到困難的情況要借助于很多方法才能放樣，如距離較遠(yuǎn)時(shí)還必須支測(cè)點(diǎn)，從而使誤差累加影響放樣點(diǎn)的精度、采用RTK技術(shù)放樣時(shí)，外業(yè)放樣效率會(huì)大大提高，一個(gè)人僅需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到電子手薄中，手薄動(dòng)態(tài)直觀的顯不便會(huì)自動(dòng)提醒你走到要放樣的位置，既迅速又方便、它可以設(shè)置給出兩點(diǎn)不通視的放樣線(xiàn)上的點(diǎn)、不足之處是不能像全站儀那樣現(xiàn)場(chǎng)給定角度和方向、

　　3.土方工程量驗(yàn)收測(cè)量

　　GPS配合南方成圖軟件形成管理一體化數(shù)據(jù)鏈，減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié)并實(shí)現(xiàn)CAD化。測(cè)量2-4s點(diǎn)(精度2-3cm)，4-5人在4d時(shí)間內(nèi)要完成8.8km2月采剝工程平面圖的數(shù)據(jù)采集、填繪更新工作、月底采集碎部點(diǎn)位超過(guò)5000測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)有人員用以往測(cè)量?jī)x器無(wú)法實(shí)現(xiàn)大型露天礦月工程量驗(yàn)收的需要目前正在考慮建立單基站CORS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，用VRS技術(shù)提供GPS實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)服務(wù)，滿(mǎn)足非蔭蔽區(qū)工程測(cè)量等項(xiàng)要求且連續(xù)可靠、隨著周?chē)�相鄰地�?jí)市單位單基站系統(tǒng)的建立，可共同組網(wǎng)，提高系統(tǒng)覆蓋范圍和精度，輕松升級(jí)成多基站CORS系統(tǒng)。

　　六、結(jié)束語(yǔ)

　　面對(duì)這種挑戰(zhàn)和機(jī)遇同在的關(guān)鍵時(shí)代，廣大測(cè)量科技工作者肩負(fù)著歷史的責(zé)任，每一位測(cè)量工作者要破除傳統(tǒng)束縛，不考慮體制變動(dòng)，去面對(duì)社會(huì)發(fā)展的要求，闖向有待認(rèn)識(shí)的新領(lǐng)域。人類(lèi)社會(huì)正面臨著人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等影響人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的嚴(yán)重問(wèn)題。

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