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摘要：由于科技的发展，矿山测量技术的发展趋势逐渐向国际化发展，随着GPS技术的发展，文章分析了进入21世纪中国矿山测量面临的特殊问题，矿山测量技术的创新，探讨新时期它面临的形势及任务。
关键词：矿山测量；RTK；技术；创新
Abstract: with the development of science and technology, the development trend of mine surveying technology gradually to international development, with the development of GPS technology, this paper analyzes into the special problems facing 21CN mine surveying, mine surveying innovation, explore the situation and task of the new period it faces
Key words: mine surveying; RTK technology; innovation
中图分类号：TD17 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
矿山测量是矿山建设时期和生产时期的重要一环，测量工作及测量成果是为矿山生产服务的。随着测绘科学技术迅速发展，矿山测量也不断创新和发展，面对各种挑战和机遇同在的关键时代，广大测量科技工作者肩负着历史的责任，有必要对矿山测量走过的艰苦历程及其未来作一些回顾和认识。
一、我国矿山测量技术方面存在的问题
1. 矿山测量工作者地位低、权利小
矿山测量是矿山生产建设中的一项必不可少的技术工作，测量成果不但要为矿山生产建设服务，也要为安全生产提供信息，以供领导对安全生产做出决策，是实现矿山安全生产的重要组成部分。但是，从20世纪90年代，在社会主义市场经济的冲击下，矿山企业以追求利润最大化为企业根本目标。“采好矿，采成本低的矿”成为全国矿山企业的普遍现象，在这种背景下，作为辅助部门的矿山测量技术力量受到影响、基础工作削弱。矿山测量工作者在矿山生产一线中天天忙碌于导线与给向的简单辅助角色上，地位低、权利小。
2. 矿山测量人才大量流失
众所周知，煤矿企业生产条件差，危险程度高，矿山测量待遇低，几乎没有测量毕业生愿意到煤矿企业工作，大量技术人员离职离岗到建筑、交通等工程行业发展，严重削弱了矿山测量技术力量。
二、矿山测量的概念论述
矿山测量是一门交叉学科，它的发展、变化密切相关主要涉及3个力面：一是采矿技术和矿业工程的发展及要求；二是测绘科学技术与仪器设备的发展；三是其它学科的发展与影响。例如地质学、数理科学、环境科学、计算机科学、经济学等。在中国，曾经给矿山測量学科定义为：是矿山地质勘探、设计、建设和生产运营各阶段，研究测定矿山地面、地下点的几何位置，获得矿体、矿山开采和开采沉陷的各种空间几何信息，进行分析和数据处理，编制各种比例尺的矿山地面、地下开采图件，同时研究矿产资源合理开采、开采沉陷及其防护的理论和技术的学科。并且明确它对矿山生产的4个作用，即参谋作用、指导作用、保证作用和监督作用。
国际矿山测量协会曾经给矿山测量的任务定义为：从开发的经济效果评价矿藏的地质条件；矿山权益的调查研究与交涉谈判；矿山测量的施测、记录、存储、计算及矿图绘制；采矿对地表及地下岩层影响的测量与预计；矿床储量的调查和估算；矿山规划等。
三、矿山测量技术创新方向
1. 理论创新
矿山测量在理论上来说是一门交叉学科，其理论涵盖了相关的各门学科，随着相关学科在理论、技术与应用力而的不断发展，必将对矿山测量有所启发，从而可以对矿山测量的理论进行突破，通过理论上的创新来推动矿山测量学科的发展。
2. 技术创新
矿山测量是门技术科学，其应用领域广泛，涉及到矿山生产的各个阶段，应用于矿区生产与管理的各个环节，而且实践中的新问题总在不断产生，并要求有效的解决办法，如何在已有的软硬件的基础上，通过技术的改革和发展，科学、高效地解决出现的问题，就要求进行技术上的创新。
3.应用创新
矿山测量是一门发展的科学，其应用领域随社会发展、矿山生产的发展而处在动态的变化之中，矿山测量既要巩固传统的应用领域，又要不断开拓新的、有潜力的应用领域，这就要求在其应用领域、应用体系、应用模式上都能进行创新。只有通过不断的创新，矿山测量学才能处在不断的发展与进步之中。
四、传统的测量方法在矿山测量中的应用
1. 一般测量
利用全站仪在井下进行一般测量时，为了加快测量速度，可直接设置后视方位、测站坐标及高程，并设置好仪器高及镜站高，直接读取、记录所测点的坐标及高程，从而及时了解掘进进度，指导井下工程按设计进行施工，保证安全作业。为便于检查，须同时记录所测点的方位、平距、高差、垂直角、斜距。井下定中线、腰线时，由于全站仪可直接调出方位和读出距离，省去了很多辅助工作，能方便、准确地现场标定中、腰线。
2. 角度测量
角度测量是井卜测量中的重要工作，也是关键的工作。角度测量精度的高低直接影响到方位角的大小，从而影响最弱点和最弱边的误差。利用全站仪内置的重复角度测量模式测量，既能消除正倒镜的2C差，又能及时反映测量误差，避免了来回转换正倒镜。井下角度测量照准方向一般以垂球线为最佳。为了得到最好的背景效果，可在垂球线后而用照明工具透过透明纸进行照明，并把部分反光的照明灯关闭，以便更好地寻找测量目标。
3. 边长测量
传统的井下导线测量边长是2人水平同时拉钢尺，2人读取数字，通常往往因2人力量把握不均，难以读数，此外还有因听错、读错、记错或算错而导致限差不合要求，从而常常进行反复多次测量才符合要求，特别是在斜巷(20°-30°)上测量边长难度更大。由于受钢尺长度的影响，限定了导线边长不能超过50m；当测量高级导线边长超过50m，除必须设中间定转点外，还必须考虑钢尺的各项改正，给测量工作带来很多困难。全站仪的电子测距克服了钢尺测量的诸多缺点，边长远远超过50m，不但减少了测站，而且提高了测量精度。值得注意的是棱镜整平对中后必须对准全站仪测站方向。由于井下受潮湿、温度、能见度、照明亮度等影响，加上垂球线细度问题以及照准方向背景不好，两测量导线点的边长设置，在直线巷道中以不大于300m为宜。
4. 高程测量
井下高程测量一般利用水准仪进行，全站仪通过输入测站高程，量取仪器高和镜站高，直接显示测量未知点的高程。虽然测量的是二角高程，但对指导一般的工程施工，同样可达到快而准的效果，并且可以与水准高程互相检核。
五、 GPS RTK在矿山工程测量的应用
在矿山坐标系GPS网的控制下测量计算出与公路高程系统差值、及与市规划局独立坐标系的转换参数。
1. 采剥现状与地形测量
过去测地形图时先要在测区范围建立控制点及图根点，然后在图根控制点上架全站仪或经纬仪配合小平板测图。后来发展到外业用全站仪和电子手薄配合地物编码，用大比例测图软件来进行测图，都要求在测站上测四周的地物地貌等碎部点，这些碎部点都必须与测站通视，而且至少要求2-3人操作，在拼图时一旦发现出错还得到野外去重测。现在采用RTK，在一般的地形地势下，设站一次即可测完以10多公里为半径的测区，大大减少传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数，仅需一个操作，在地形地貌碎部点上待1-2s，可以得到该点的三维坐标值。同时输入地物编码，在测量过程中实时知道点位精度，这样使作业速度加快，节省了外业费用，也提高了劳动效率。RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，并且误差没有累加，数据安全可靠、当一个测区测完后回到室内，由成图软件通过接口，就可以绘制输出所需求的地形图。
2. 钻孔、征地边界、境界线等工程放样
把设计好的点位在实地标定出来，用常规的放样如经纬仪交会放样，全站仪的边角等，一般要放出一个设计好的点时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，有时放样过程遇到困难的情况要借助于很多方法才能放样，如距离较远时还必须支测点，从而使误差累加影响放样点的精度、采用RTK技术放样时，外业放样效率会大大提高，一个人仅需把设计好的点位坐标输入到电子手薄中，手薄动态直观的显不便会自动提醒你走到要放样的位置，既迅速又方便、它可以设置给出两点不通视的放样线上的点、不足之处是不能像全站仪那样现场给定角度和方向、
3. 土方工程量验收测量
GPS配合南方成图软件形成管理一体化数据链，减少数据转抄、输入等中间环节并实现CAD化。测量2- 4s点(精度2-3cm)， 4-5人在4d时间内要完成8.8 km2月采剥工程平面图的数据采集、填绘更新工作、月底采集碎部点位超过5 000测点，现有人员用以往测量仪器无法实现大型露天矿月工程量验收的需要目前正在考虑建立单基站CORS系统实现无人值守，用VRS技术提供GPS实时测量数据服务，满足非荫蔽区工程测量等项要求且连续可靠、随着周围相邻地级市单位单基站系统的建立，可共同组网，提高系统覆盖范围和精度，輕松升级成多基站CORS系统。
六、 结束语
面对这种挑战和机遇同在的关键时代，广大测量科技工作者肩负着历史的责任，每一位测量工作者要破除传统束缚，不考虑体制变动，去面对社会发展的要求，闯向有待认识的新领域。人类社会正面临着人口、资源、环境和灾害等影响人类生存和社会发展的严重问题。
参考文献：
[1] 王晓华,胡友健.GPS-RTK点校正方法的精度分析[J].工程地球物理学报.2005年01期
[2] 詹龙喜,高雅萍.RTK技术在GPS高程测量中的应用研究[J].上海地质.2002年03期
关键词：矿山测量；RTK；技术；创新
Abstract: with the development of science and technology, the development trend of mine surveying technology gradually to international development, with the development of GPS technology, this paper analyzes into the special problems facing 21CN mine surveying, mine surveying innovation, explore the situation and task of the new period it faces
Key words: mine surveying; RTK technology; innovation
中图分类号：TD17 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
矿山测量是矿山建设时期和生产时期的重要一环，测量工作及测量成果是为矿山生产服务的。随着测绘科学技术迅速发展，矿山测量也不断创新和发展，面对各种挑战和机遇同在的关键时代，广大测量科技工作者肩负着历史的责任，有必要对矿山测量走过的艰苦历程及其未来作一些回顾和认识。
一、我国矿山测量技术方面存在的问题
1. 矿山测量工作者地位低、权利小
矿山测量是矿山生产建设中的一项必不可少的技术工作，测量成果不但要为矿山生产建设服务，也要为安全生产提供信息，以供领导对安全生产做出决策，是实现矿山安全生产的重要组成部分。但是，从20世纪90年代，在社会主义市场经济的冲击下，矿山企业以追求利润最大化为企业根本目标。“采好矿，采成本低的矿”成为全国矿山企业的普遍现象，在这种背景下，作为辅助部门的矿山测量技术力量受到影响、基础工作削弱。矿山测量工作者在矿山生产一线中天天忙碌于导线与给向的简单辅助角色上，地位低、权利小。
2. 矿山测量人才大量流失
众所周知，煤矿企业生产条件差，危险程度高，矿山测量待遇低，几乎没有测量毕业生愿意到煤矿企业工作，大量技术人员离职离岗到建筑、交通等工程行业发展，严重削弱了矿山测量技术力量。
二、矿山测量的概念论述
矿山测量是一门交叉学科，它的发展、变化密切相关主要涉及3个力面：一是采矿技术和矿业工程的发展及要求；二是测绘科学技术与仪器设备的发展；三是其它学科的发展与影响。例如地质学、数理科学、环境科学、计算机科学、经济学等。在中国，曾经给矿山測量学科定义为：是矿山地质勘探、设计、建设和生产运营各阶段，研究测定矿山地面、地下点的几何位置，获得矿体、矿山开采和开采沉陷的各种空间几何信息，进行分析和数据处理，编制各种比例尺的矿山地面、地下开采图件，同时研究矿产资源合理开采、开采沉陷及其防护的理论和技术的学科。并且明确它对矿山生产的4个作用，即参谋作用、指导作用、保证作用和监督作用。
国际矿山测量协会曾经给矿山测量的任务定义为：从开发的经济效果评价矿藏的地质条件；矿山权益的调查研究与交涉谈判；矿山测量的施测、记录、存储、计算及矿图绘制；采矿对地表及地下岩层影响的测量与预计；矿床储量的调查和估算；矿山规划等。
三、矿山测量技术创新方向
1. 理论创新
矿山测量在理论上来说是一门交叉学科，其理论涵盖了相关的各门学科，随着相关学科在理论、技术与应用力而的不断发展，必将对矿山测量有所启发，从而可以对矿山测量的理论进行突破，通过理论上的创新来推动矿山测量学科的发展。
2. 技术创新
矿山测量是门技术科学，其应用领域广泛，涉及到矿山生产的各个阶段，应用于矿区生产与管理的各个环节，而且实践中的新问题总在不断产生，并要求有效的解决办法，如何在已有的软硬件的基础上，通过技术的改革和发展，科学、高效地解决出现的问题，就要求进行技术上的创新。
3.应用创新
矿山测量是一门发展的科学，其应用领域随社会发展、矿山生产的发展而处在动态的变化之中，矿山测量既要巩固传统的应用领域，又要不断开拓新的、有潜力的应用领域，这就要求在其应用领域、应用体系、应用模式上都能进行创新。只有通过不断的创新，矿山测量学才能处在不断的发展与进步之中。
四、传统的测量方法在矿山测量中的应用
1. 一般测量
利用全站仪在井下进行一般测量时，为了加快测量速度，可直接设置后视方位、测站坐标及高程，并设置好仪器高及镜站高，直接读取、记录所测点的坐标及高程，从而及时了解掘进进度，指导井下工程按设计进行施工，保证安全作业。为便于检查，须同时记录所测点的方位、平距、高差、垂直角、斜距。井下定中线、腰线时，由于全站仪可直接调出方位和读出距离，省去了很多辅助工作，能方便、准确地现场标定中、腰线。
2. 角度测量
角度测量是井卜测量中的重要工作，也是关键的工作。角度测量精度的高低直接影响到方位角的大小，从而影响最弱点和最弱边的误差。利用全站仪内置的重复角度测量模式测量，既能消除正倒镜的2C差，又能及时反映测量误差，避免了来回转换正倒镜。井下角度测量照准方向一般以垂球线为最佳。为了得到最好的背景效果，可在垂球线后而用照明工具透过透明纸进行照明，并把部分反光的照明灯关闭，以便更好地寻找测量目标。
3. 边长测量
传统的井下导线测量边长是2人水平同时拉钢尺，2人读取数字，通常往往因2人力量把握不均，难以读数，此外还有因听错、读错、记错或算错而导致限差不合要求，从而常常进行反复多次测量才符合要求，特别是在斜巷(20°-30°)上测量边长难度更大。由于受钢尺长度的影响，限定了导线边长不能超过50m；当测量高级导线边长超过50m，除必须设中间定转点外，还必须考虑钢尺的各项改正，给测量工作带来很多困难。全站仪的电子测距克服了钢尺测量的诸多缺点，边长远远超过50m，不但减少了测站，而且提高了测量精度。值得注意的是棱镜整平对中后必须对准全站仪测站方向。由于井下受潮湿、温度、能见度、照明亮度等影响，加上垂球线细度问题以及照准方向背景不好，两测量导线点的边长设置，在直线巷道中以不大于300m为宜。
4. 高程测量
井下高程测量一般利用水准仪进行，全站仪通过输入测站高程，量取仪器高和镜站高，直接显示测量未知点的高程。虽然测量的是二角高程，但对指导一般的工程施工，同样可达到快而准的效果，并且可以与水准高程互相检核。
五、 GPS RTK在矿山工程测量的应用
在矿山坐标系GPS网的控制下测量计算出与公路高程系统差值、及与市规划局独立坐标系的转换参数。
1. 采剥现状与地形测量
过去测地形图时先要在测区范围建立控制点及图根点，然后在图根控制点上架全站仪或经纬仪配合小平板测图。后来发展到外业用全站仪和电子手薄配合地物编码，用大比例测图软件来进行测图，都要求在测站上测四周的地物地貌等碎部点，这些碎部点都必须与测站通视，而且至少要求2-3人操作，在拼图时一旦发现出错还得到野外去重测。现在采用RTK，在一般的地形地势下，设站一次即可测完以10多公里为半径的测区，大大减少传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数，仅需一个操作，在地形地貌碎部点上待1-2s，可以得到该点的三维坐标值。同时输入地物编码，在测量过程中实时知道点位精度，这样使作业速度加快，节省了外业费用，也提高了劳动效率。RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，并且误差没有累加，数据安全可靠、当一个测区测完后回到室内，由成图软件通过接口，就可以绘制输出所需求的地形图。
2. 钻孔、征地边界、境界线等工程放样
把设计好的点位在实地标定出来，用常规的放样如经纬仪交会放样，全站仪的边角等，一般要放出一个设计好的点时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，有时放样过程遇到困难的情况要借助于很多方法才能放样，如距离较远时还必须支测点，从而使误差累加影响放样点的精度、采用RTK技术放样时，外业放样效率会大大提高，一个人仅需把设计好的点位坐标输入到电子手薄中，手薄动态直观的显不便会自动提醒你走到要放样的位置，既迅速又方便、它可以设置给出两点不通视的放样线上的点、不足之处是不能像全站仪那样现场给定角度和方向、
3. 土方工程量验收测量
GPS配合南方成图软件形成管理一体化数据链，减少数据转抄、输入等中间环节并实现CAD化。测量2- 4s点(精度2-3cm)， 4-5人在4d时间内要完成8.8 km2月采剥工程平面图的数据采集、填绘更新工作、月底采集碎部点位超过5 000测点，现有人员用以往测量仪器无法实现大型露天矿月工程量验收的需要目前正在考虑建立单基站CORS系统实现无人值守，用VRS技术提供GPS实时测量数据服务，满足非荫蔽区工程测量等项要求且连续可靠、随着周围相邻地级市单位单基站系统的建立，可共同组网，提高系统覆盖范围和精度，輕松升级成多基站CORS系统。
六、 结束语
面对这种挑战和机遇同在的关键时代，广大测量科技工作者肩负着历史的责任，每一位测量工作者要破除传统束缚，不考虑体制变动，去面对社会发展的要求，闯向有待认识的新领域。人类社会正面临着人口、资源、环境和灾害等影响人类生存和社会发展的严重问题。
参考文献：
[1] 王晓华,胡友健.GPS-RTK点校正方法的精度分析[J].工程地球物理学报.2005年01期
[2] 詹龙喜,高雅萍.RTK技术在GPS高程测量中的应用研究[J].上海地质.2002年03期