论文部分内容阅读
摘 要：伴随科技的迅速发展，卫星定位导航系统（GPS技术）不断推陈出新。GPS技术凭借自身精度高、实时迅速、无需通视等特征，在诸多领域得到广泛推广，在煤矿测量中也不例外。煤矿测量工作贯穿于煤矿开采生产全面环节，煤矿生产开采可安全有序运行与否受煤矿测量精确度高低很大程度影响，过去传统技术已然无法满足现代煤矿事业发展需求，因此迫切需要对煤矿测量技术开展创新。文章通过介绍GPS技术概述，对GPS技术在煤矿测量中的应用、GPS技术在煤矿测量中的发展前景展开探讨，旨在为如何促进煤矿事业有序健康发展研究适用提供一些思路。
关键词：GPS技术 煤矿测量 应用 发展
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（b）-0010-02
即便近年来，传统煤炭能源不断被新兴能源所代替，然而不可否认，煤炭在工业、发电等领域依旧发挥着难以替代的作用。现如今社会发展对煤炭需求量日益攀升，使得新型煤矿不断建立。就煤矿而言，测量工作是十分重要的一环，即煤矿生产开采可安全有序运行与否受煤矿测量精确度高低很大程度影响，同样决定了全面煤炭行业是否能够有序健康发展。GPS 技术就工程测量而言可发挥极为重要的作用，它一方面可将人工自复杂的测量工作中解脱出来，还一方面可检测出大部分人力难以测量到的区域，是现代煤矿测量中被广泛应用的一项新兴技术[1]。
1 GPS技术概述
GPS即全球地位系统，Global Positioning System的简称。GPS技术发展起源于二战结束后的美国，在20世纪50年代末至20世纪60年代初，GPS逐步研发并投入应用，那时候主要被应用于军用领域。发展至70年代，美国陆海空三军研发出新型卫星定位系统GPS，以为全面军事领域提供实时动态、全球性的导航服务，此外还应用于核爆监测、信息搜集、应急通讯等相关军事领域，历经数十年的发展，至1994年，世界范围覆盖率实现98.0%20余颗GPS卫星星座全面布设完成[2]。
作为全球卫星定位系统，GPS是指借助GPS定位卫星在世界范围开展定时动态定位、导航的系统。GPS导航系统的运行原理是经由测量已知位置卫星至用户接收机相隔的距离，再对多颗卫星数据开展综合，便能够获悉接收机的具体位置。GPS测量能够为地质监测管理提供科学有利的数据，不变即便GPS技术具备可观的优越性，但在地质测绘实践中仍然存在一系列问题。之所以GPS系统可实现科学定位，是凭借对卫星到接收器相互间隔进行准确计算，而在地质测绘中，信号要面对地质层，要知道地质层并非真空状态，如此意味着信号会遭受影响，进一步加大了获取精确定位的难度。
2 GPS技术在煤矿测量中的应用
煤矿测量工作贯穿于煤矿开采生产全面环节，煤矿生产开采可安全有序运行与否受煤矿测量精确度高低很大程度影响，过去传统技术已然无法满足现代煤矿事业发展需求，因此迫切需要对煤矿测量技术开展创新。全面煤矿行业在时代发展新形势下，要与时俱进，大力进行改革创新，运用先进的科学技术、知识理论不断优化煤矿测量。如何进一步促进煤矿事业有序健康发展可以从以下相关内容着手。
2.1 GPS技术在布设煤矿近井控制网中的应用
煤矿井筒在煤矿运输渠道中不可或缺，相对于其他巷道贯通工程，煤矿井筒被提出了极为严苛的精确度要求。要想为新建矿区主副斜井提供精确贯通的保障，应当应用GPS系统于新建矿区地表位置构筑地面近井控制网。同时，应当切实依据GPS系统对应操作准则对煤矿井筒开展测量，结合所得数据信息制定网络结构、井筒位置建网计划，再按照建网计划开展煤矿近井控制网布设工作[3]。
2.2 GPS控制网设计在煤矿测量区中的应用
GPS控制网应当主要以边连接，辅助以点连接，如此一来一方面可尽可能缩减工作量，一方面可实现高效的目的。GPS控制网设计通常选取3个约束点的近似长方形煤矿区，即一处约束点处在煤矿区中心，两处约束点处在带状煤矿区两端。如此设计的GPS控制网一方面能够促进较为准确获取煤矿测量区坐标换算参数，一方面能够促进后续煤矿区控制网的连接、建设。
2.3 GPS技术在选取测量地点并开展埋石中的应用
选取GPS控制点应当切实依据全球GPS系统测量规范来开展执行。第一步，选取GPS控制点应当具备便于接受设备安装、操作特征。第二步，GPS控制点应当尽可能选取在宽敞的位置，方便GPS系统运行，这一控制点通常选取于被测卫星高度角超过15°的位置。第三部，应当确保煤矿测点与无线电发射源相互间隔超过400 m。最后，选取GPS控制点期间应当防止大范围的水域或者其他对卫星信号接收构成影响的物体。
应用GPS系统选取测量地点后，应开展埋石工作。于采矿勘探规划设计期间，三角点标石通常经由混凝土掺入石料灌制得到，埋石工作即为标石灌注。第一步应选取便于埋石的混凝土材料，第二步依据地面测点对应标准，选取合格的模具于地面测量点位置开展浇筑；同时，浇筑期间应当选取专门的钢钉对其开展加固处理[4]。最后一步，于混凝土筑成的水泥板顶板获取原点，并用以标石标记，埋石工作结束。
2.4 GPS技术在数据观测、采集中的应用
应切实依据数据接收机对应操作标准开展数据观测工作，待接收机记录结束后，观测员需对接收卫星数量、定位结果数据进行全面核对，并第一时间登记完备一系列测量项目数据。数据采集，即为经由GPS系统中的传感设备及其他待测设备，对非电量或者电量信号进行自动采集，并传输至上位机中开展研究分析。数据采集系统是以电子计算机或者其他特定测试平台测量软硬产品为基础，来达成用户自定义、自由的测量系统。应用GPS系统开展数据采集过程中，数据采集部署在被监控设备位置，经由传感器对设备的电压或电流信号开展采样，并传输至A/D转换器转化为数字信号，再把信号送至FIFO中。当FIFO中存放数据到相应数目时，通过ARM7至FIFO中转化出，再经由ARM7以太网结构传输至上位机，通过上位机开展研究、分析，获取最终采集数据[5]。
3 结语
总之，伴随科技的迅速发展，GPS技术不断推陈出新。GPS技术凭借自身精度高、实时迅速、无需通视等特征，在诸多领域得到广泛推广，且在煤矿领域已實现广泛推广应用。
在煤矿生产开采期间，煤矿测量是必不可少的一项工作，因此一定要应用到煤矿测量技术，无论是煤矿规模有多大，测量技术均为开采测量工作的重要前提，凭借GPS技术的应用，对我国煤矿产业的发展起到有效的促进作用。即便GPS技术已收获一定成效，然而受信号接收影响，依旧存在应用不完善等问题，相关人员务必要清楚认识GPS技术内涵，强化GPS技术在煤矿测量中的应用，不断钻研研究、总结经验，积极促进煤矿事业有序健康发展。
参考文献
[1] 吴德领，廉孟超.GPS技术在矿山控制测量中的应用研究[J].价值工程，2012，31（21）：87-88.
[2] 李凯明，粟礼均.浅析GPS—RTK技术在矿山测量中的应用[J].中国科技投资，2014（A5）：151.
[3] 李妍，张云慧.GPS 技术在煤矿勘探平面控制测量中的应用[J].黑龙江科技信息，2013（15）：156.
[4] 李川川，郭小辉，李永刚，等.探析煤矿测量中GPS技术的应用[J].科技传播，2014（13）：202-203.
[5] 韦昭传，常兴仁，李昌鹏.浅析煤矿测量中GPS技术的应用[J].低碳世界，2015，12（7）：108-109.
关键词：GPS技术 煤矿测量 应用 发展
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（b）-0010-02
即便近年来，传统煤炭能源不断被新兴能源所代替，然而不可否认，煤炭在工业、发电等领域依旧发挥着难以替代的作用。现如今社会发展对煤炭需求量日益攀升，使得新型煤矿不断建立。就煤矿而言，测量工作是十分重要的一环，即煤矿生产开采可安全有序运行与否受煤矿测量精确度高低很大程度影响，同样决定了全面煤炭行业是否能够有序健康发展。GPS 技术就工程测量而言可发挥极为重要的作用，它一方面可将人工自复杂的测量工作中解脱出来，还一方面可检测出大部分人力难以测量到的区域，是现代煤矿测量中被广泛应用的一项新兴技术[1]。
1 GPS技术概述
GPS即全球地位系统，Global Positioning System的简称。GPS技术发展起源于二战结束后的美国，在20世纪50年代末至20世纪60年代初，GPS逐步研发并投入应用，那时候主要被应用于军用领域。发展至70年代，美国陆海空三军研发出新型卫星定位系统GPS，以为全面军事领域提供实时动态、全球性的导航服务，此外还应用于核爆监测、信息搜集、应急通讯等相关军事领域，历经数十年的发展，至1994年，世界范围覆盖率实现98.0%20余颗GPS卫星星座全面布设完成[2]。
作为全球卫星定位系统，GPS是指借助GPS定位卫星在世界范围开展定时动态定位、导航的系统。GPS导航系统的运行原理是经由测量已知位置卫星至用户接收机相隔的距离，再对多颗卫星数据开展综合，便能够获悉接收机的具体位置。GPS测量能够为地质监测管理提供科学有利的数据，不变即便GPS技术具备可观的优越性，但在地质测绘实践中仍然存在一系列问题。之所以GPS系统可实现科学定位，是凭借对卫星到接收器相互间隔进行准确计算，而在地质测绘中，信号要面对地质层，要知道地质层并非真空状态，如此意味着信号会遭受影响，进一步加大了获取精确定位的难度。
2 GPS技术在煤矿测量中的应用
煤矿测量工作贯穿于煤矿开采生产全面环节，煤矿生产开采可安全有序运行与否受煤矿测量精确度高低很大程度影响，过去传统技术已然无法满足现代煤矿事业发展需求，因此迫切需要对煤矿测量技术开展创新。全面煤矿行业在时代发展新形势下，要与时俱进，大力进行改革创新，运用先进的科学技术、知识理论不断优化煤矿测量。如何进一步促进煤矿事业有序健康发展可以从以下相关内容着手。
2.1 GPS技术在布设煤矿近井控制网中的应用
煤矿井筒在煤矿运输渠道中不可或缺，相对于其他巷道贯通工程，煤矿井筒被提出了极为严苛的精确度要求。要想为新建矿区主副斜井提供精确贯通的保障，应当应用GPS系统于新建矿区地表位置构筑地面近井控制网。同时，应当切实依据GPS系统对应操作准则对煤矿井筒开展测量，结合所得数据信息制定网络结构、井筒位置建网计划，再按照建网计划开展煤矿近井控制网布设工作[3]。
2.2 GPS控制网设计在煤矿测量区中的应用
GPS控制网应当主要以边连接，辅助以点连接，如此一来一方面可尽可能缩减工作量，一方面可实现高效的目的。GPS控制网设计通常选取3个约束点的近似长方形煤矿区，即一处约束点处在煤矿区中心，两处约束点处在带状煤矿区两端。如此设计的GPS控制网一方面能够促进较为准确获取煤矿测量区坐标换算参数，一方面能够促进后续煤矿区控制网的连接、建设。
2.3 GPS技术在选取测量地点并开展埋石中的应用
选取GPS控制点应当切实依据全球GPS系统测量规范来开展执行。第一步，选取GPS控制点应当具备便于接受设备安装、操作特征。第二步，GPS控制点应当尽可能选取在宽敞的位置，方便GPS系统运行，这一控制点通常选取于被测卫星高度角超过15°的位置。第三部，应当确保煤矿测点与无线电发射源相互间隔超过400 m。最后，选取GPS控制点期间应当防止大范围的水域或者其他对卫星信号接收构成影响的物体。
应用GPS系统选取测量地点后，应开展埋石工作。于采矿勘探规划设计期间，三角点标石通常经由混凝土掺入石料灌制得到，埋石工作即为标石灌注。第一步应选取便于埋石的混凝土材料，第二步依据地面测点对应标准，选取合格的模具于地面测量点位置开展浇筑；同时，浇筑期间应当选取专门的钢钉对其开展加固处理[4]。最后一步，于混凝土筑成的水泥板顶板获取原点，并用以标石标记，埋石工作结束。
2.4 GPS技术在数据观测、采集中的应用
应切实依据数据接收机对应操作标准开展数据观测工作，待接收机记录结束后，观测员需对接收卫星数量、定位结果数据进行全面核对，并第一时间登记完备一系列测量项目数据。数据采集，即为经由GPS系统中的传感设备及其他待测设备，对非电量或者电量信号进行自动采集，并传输至上位机中开展研究分析。数据采集系统是以电子计算机或者其他特定测试平台测量软硬产品为基础，来达成用户自定义、自由的测量系统。应用GPS系统开展数据采集过程中，数据采集部署在被监控设备位置，经由传感器对设备的电压或电流信号开展采样，并传输至A/D转换器转化为数字信号，再把信号送至FIFO中。当FIFO中存放数据到相应数目时，通过ARM7至FIFO中转化出，再经由ARM7以太网结构传输至上位机，通过上位机开展研究、分析，获取最终采集数据[5]。
3 结语
总之，伴随科技的迅速发展，GPS技术不断推陈出新。GPS技术凭借自身精度高、实时迅速、无需通视等特征，在诸多领域得到广泛推广，且在煤矿领域已實现广泛推广应用。
在煤矿生产开采期间，煤矿测量是必不可少的一项工作，因此一定要应用到煤矿测量技术，无论是煤矿规模有多大，测量技术均为开采测量工作的重要前提，凭借GPS技术的应用，对我国煤矿产业的发展起到有效的促进作用。即便GPS技术已收获一定成效，然而受信号接收影响，依旧存在应用不完善等问题，相关人员务必要清楚认识GPS技术内涵，强化GPS技术在煤矿测量中的应用，不断钻研研究、总结经验，积极促进煤矿事业有序健康发展。
参考文献
[1] 吴德领，廉孟超.GPS技术在矿山控制测量中的应用研究[J].价值工程，2012，31（21）：87-88.
[2] 李凯明，粟礼均.浅析GPS—RTK技术在矿山测量中的应用[J].中国科技投资，2014（A5）：151.
[3] 李妍，张云慧.GPS 技术在煤矿勘探平面控制测量中的应用[J].黑龙江科技信息，2013（15）：156.
[4] 李川川，郭小辉，李永刚，等.探析煤矿测量中GPS技术的应用[J].科技传播，2014（13）：202-203.
[5] 韦昭传，常兴仁，李昌鹏.浅析煤矿测量中GPS技术的应用[J].低碳世界，2015，12（7）：108-109.