礦山測量是礦山開采中一項重要的工作，測量離不開機器設備，設備測量的精準度直接關系著整個工程的質量，本文著重分析了全站儀在礦山測量中的作用。

　　《礦山機械》機械論文發表，現擁有每期約96個頁碼30余萬字的報道量，在科技刊物中極為罕見。囊括了與礦山開采和礦物處理裝備有關的90%以上的信息和讀者，全面而牢固地覆蓋了與此相關的各種行業，采用真正國際標準大16開(A4)幅面，可以進行大方氣派和內容廣泛而充實的版面布置。

　　測繪技術的發展與儀器設備、計算機技術的開發創新是分不開的，尤其是全站儀、GPS等先進測繪設備的出現，對以往常規儀器和測繪方法，是一次全面性的挑戰，這些儀器的應用刷新了測繪業多年的落后局面，開創了測繪事業的新紀元。目前，測繪技術已廣泛應用于礦山測量中，大大提高了礦山測量的效率和水平。本文主要探討了全站儀、空間信息技術、CORS技術、慣性測量系統在礦山測量中的具體應用。

　　一、全站儀在礦山測量中的應用

　　(一)全站儀概述

　　全站型電子速測儀(簡稱全站儀) 是由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系統。由于該儀器能較完善地實現測量與處理過程中的電子化和一體化, 將其應用到地下礦山測量,不但可以減輕測量人員的勞動強度,提高工作效率,而且減少了許多中間環節,直接減少了許多因素的影響,可提高測量精度,真正體現科技給測量帶來的發展機遇。

　　(二)全站儀測量技術的具體應用

　　1、一般測量

　　利用全站儀在井下進行一般測量時，為了加快測量速度，可直接設置后視方位、測站坐標及高程，并設置好儀器高及鏡站高，直接讀取、記錄所測點的坐標及高程，從而及時了解掘進進度，指導井下工程按設計進行施工，保證安全作業。為便于檢查，須同時記錄所測點的方位(HR)、平距(HD)、高差(VD)、垂直角(δ)、斜距(SD)。井下定中線、腰線時，由于全站儀可直接調出方位和讀出距離，省去了很多輔助工作，能方便、準確地現場標定中、腰線。

　　2、內置固化程序測量

　　井下測量時，由于受巷道狹小的影響，一般照準方向不多，全站儀自帶的一些固化程序不是都可以用得上(如對邊測量、后方交會法、面積測量等)，必須根據井下的特點來靈活應用這些固化程序。

　　(1)角度測量

　　角度測量是井下測量中的重要工作，也是關鍵的工作，角度測量精度的高低直接影響到方位角的大小，從而影響最弱點和最弱邊的誤差。利用全站儀內置的重復角度測量模式測量，既能消除正倒鏡的2C差，又能及時反映測量誤差，避免了來回轉換正倒鏡。井下角度測量照準方向一般以垂球線為最佳。為了得到最好的背景效果，可在垂球線后面用照明工具透過透明紙進行照明，并把部分反光的照明燈關閉，以便更好地尋找測量目標。

　　(2)邊長測量

　　傳統的井下導線測量邊長是兩人用15kg力水平同時拉鋼尺，兩人讀取數字，往往因兩人力量把握不均，難以讀數，此外還有因聽錯、讀錯或算錯而導致限差不合要求，從而常常進行反復多次測量才符合要求，特別在斜井(20～30°) 上測量邊長，難度系數更大。全站儀的測電子測距克服了鋼尺測量的諸多缺點，邊長遠遠超過50m，不但減少了測站，而且提高了測量精度。值得注意的是棱鏡整平對中后必須通過小觀察孔對準全站儀測站方向。由于井下受潮濕、溫度、能見度、照明亮度等影響，加上垂球線細度問題以及照準方向背景不好，兩測量導線點的邊長設置，在直線巷道中以不大于300m為宜。

　　(3)坐標測量

　　坐標測量是直接對準棱鏡，儀器自動計算出并顯示未知點的坐標，在設置好測站點的坐標、后視方位(或后視點坐標)后，即可進行測量。關機后可恢復測點坐標的模式，給測量工作帶來了檢查方便。在進行測量放樣中，通過坐標測量可對放樣點立即進行檢查，發現問題可立即糾正。

　　(4)高程測量

　　井下高程測量一般利用水準儀進行，全站儀通過輸入測站高程，量取儀器高和鏡站高，直接顯示測量未知點的高程，雖然測量的是三角高程，但對指導一般的工程施工，同樣可達到快而準的效果，并且可以與水準高程互相檢核。

　　二、空間信息技術及其在礦山測量中的應用

　　空間信息技術的核心和主體是“3s”技術，即遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)。

　　(一)遙感技術

　　遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗，航空遙感資料可作為礦區地形圖測繪的資料來源，通過像片校正、目視判讀、野外調繪等工作，完成地形圖的測繪。較之傳統的測圖方法，利用遙感資料進行測圖速度快、成本低、精度高，是一種應用極為廣泛的測圖方法。航天遙感在礦山測量中應用的關鍵理論與技術也正處于研究之中。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用。

　　(二)GPS技術

　　GPS技術在礦山測量中的應用主要是取代傳統的地面測繪工作。如利用GPS技術進行礦區地表移動監測、水文觀測孔高程監測、礦區控制網建立或復測、改造等。隨著GPS接收機性能價格比的不斷上升，已成為現代礦山測量的一項重要支撐技術。

　　1、GPS技術在礦山控制測量中的優點

　　(1)傳統的外業測量很容易受到地質因素的影響(如地形、季節等)，使其作業的速度和測量的精度都受到了大小不一的限制，而作業時在其能見度很低和通視條件很差的情況下是無法進行作業的，通過運用GPS技術我們很快就解決了這方面的問題。在一般的地形地勢情況下，GPS高質量設站可以一次性的測量完半徑為5km的測量區域，從而減少了傳統測量中需要多臺測量儀器和搬站次數。

　　(2)GPS技術在作業中定位的精度高，有安全可靠的數據，不會出現過多的誤差積累。在沒有已知基準點或已知基準點破壞、控制點不足，且在地形復雜、地面有障礙物、作業時出現通視不足的情況下，GPS技術都可以高精度和快速的給予定位。

　　(3)GPS技術在礦山控制測量中其綜合測繪的能力比較強，作業時的集成度比較高，很容易實現自動化的控制，GPS技術還可以勝任各種各樣的內外作業的測量，作業的精度也可以自動的控制和記錄，這樣自動化作業指揮系統的成立就可以成為現實。

　　2、GPS在礦山測量中的具體應用

　　(1)GPS-RTK技術在礦區地面中的測量應用

　　一般情況下，在同一時段內測定其地面點上的水平位置和高程，并根據其數據與測前的數據進行比較分析可知地面點的水平位移和下沉值，給變性分析和預測等方面提供了科學的依據，這就是GPS-RTK技術在礦區地面測量的目的。一般常規的測量方法首先在礦區的地面上布設出其基準點和變形觀測的點一起來組成變形監測的控制網。同時還要用全站儀來測定監測網的邊長和角度，用水準儀來測量各個測點之間的高差，通過比較計算出監測網內各點水平位置和高程。

　　(2)GPS-RTK技術在礦山工程測量控制中的應用

　　礦山的工程測量是非常重要的工作內容之一，常規的工程測量需要投入大量的人員和儀器，因此快捷準確的工程測量也是困擾礦山發展的難題。因為觀測的區域大部分是山區和丘陵，其森林的覆蓋率較高，控制網的密度也是很少，而且通視的效果不佳。因此常規的測量方法在精度和效率上就很難滿足礦山工程測量的要求，而GPS-RTK技術就可以應用于礦山很多工程測量，還能彌補常規測量中無法滿足礦山工程測量的需求，在礦山區域內GPS-RTK技術可用于測繪礦區地形地貌圖、鉆孔的放樣以及縱橫斷面圖的測量等等方面。

　　(三)地理信息系統

　　應用于礦區的地理信息系統稱為礦區資料源環境信息系統(MRIES)。MREIS已成為礦山測錄的重要發展方向。以礦區資源環境信息系統為平臺，以各種測量技術為數據獲取的途徑，可以建立集數據采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術系統，作為礦山可持續發展的決策支持系統。礦山測量工作是建立MRRIS的前提性工作，而建立MRRIS則是礦山測錄發展的必然趨勢。因此，GPS首先應用于礦山測量，建立礦山測量信息系統，然后以此為基礎，建立礦區資源環境信息系統。

　　三、CORS技術在礦山測量中的應用

　　(一)CORS技術概述

　　CORS是在一個較大區域內均勻布設多個永久性連續運行的GPS參考站，從而構成一個參考站網。各參考站按設定的采樣率連續觀測，通過數據通信系統實時地將觀測數據傳輸給系統控制中心。系統控制中心首先對各站數據進行預處理和質量分析，然后統一解算整個數據，實時估算出網內的各種系統誤差改正項(電離層、對流層、衛星軌道誤差等)，以獲得本區域的誤差改正模型，并向用戶實時發送GPS改正數據。用戶只需一臺GPS接收機，便可實時或事后得到高精度的、可靠的定位結果。

　　(二)CORS技術的具體應用

　　1、礦區控制測量

　　常規控制測量如三角測量、導線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻，外業中不能掌握測量成果的精度。GPS靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視，能夠高精度地進行各種控制測量，但需要進行數據處理，不能實時定位并掌握定位精度，內業處理后可能需要返測量。運用網絡RTK技術進行控制測量能實時掌握定位結果和定位精度，大大提高了作業效率。目前，除高精度的控制測量仍采用GPS靜態相對定位技術之外，地形測圖中的控制測量可完全采用CORS系統下的RTK技術。

　　2、井田范圍地形圖的補測及其他

　　隨著地方經濟發展加快，城市村莊范圍不斷增大，煤炭礦井井田區域內的一些高等級的控制點因人為或自然因素遭到破壞，以往高等級控制點和地形圖已不能滿足生產需要。同時，

　　礦內建設也使一部分近井點損毀。利用CORS進行GPS-RTK實時觀測可保證礦井的地面控制測量，以及井田區域內地形圖的及時更新和地面巖移觀測的及時進行。

　　四、慣性測量系統及其在礦山測量中的應用

　　慣性測量系統(ISS)是一種導航定位技術，具有全天候、自主式、快速多能和機動靈活等優點，為大地測量、工程測量和礦山測量作業的自動化和全能提供了另一種新的技術手段。它是利用慣性導航的原理，以同時獲取大地多種測量數據(經緯度，高程、方位角、重力異常和垂線偏差等)的一種技術系統。ISS可分為兩大類：平臺式系統和捷聯式系統，ISS在測繪領域的主要應用目標包括：

　　1、控制測量，如對已有控制點的檢核、加密、航測控制等;

　　2、管線監測、定位、地殼形變、地表沉陷觀測;

　　3、井下定位，各種工程和建筑測量;

　　4、地震、重力測量，地球物理研究;

　　5、井筒和罐道梁的垂直性監測等。

　　GPS/ISS組合系統是滿足高精度導航和定位要求的發展方向之一。這種組合系統可使CPS與ISS的性能得到很多互補，能夠以整體大地測量模型進行數據處理，同時確定三維坐標和大地水準面，使定位和導航的精度提高且穩定。

　　結語

　　綜上，礦山測量其發展和進步與采礦技術和礦業工程的發展、測量科學技術與儀器設備的發展、其它學科如數理科學、計算機科學等的發展密切相關。現代測繪科學技術的發展，必然會促進礦山測量的進一步發展。

　　參考文獻：

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