贾文祥，王俊锋

（黄河交通学院 交通工程学院，河南 焦作 454950)

在我国现阶段，GPS测量技术凭借其自身测量精度高，无需通视以及全天可连续观测等多种优势在我国矿山运输轨道测量中得到了充分的应用，同时全站仪凭借其操作简便，方法可靠等优点在运输轨道测量中也得到了有效的利用。但这两种测量方法在实际测量过程中均会产生不同程度的误差，因此，要想有效减少测量误差对运输轨道工程测绘结果造成的影响，就要根据测量方法产生误差的原因来制定有效的解决措施，以此来增强测量误差与精度的控制，提升矿山材料运输的效率。

1 GPS在矿山材料运输轨道测量中的误差与精度控制

1.1 影响GPS测量误差的主要因素

1.1.1 卫星星历误差

GPS在对矿山材料运输轨道进行测量时，获取准确测量信息的关键就是卫星星历，而对于卫星星历来说，其来自于地面监测站跟踪GPS卫星，因此监测站在对其进行跟踪的过程中就会产生不同程度上的误差。

1.1.2 信号传播误差

（1）电离层折射影响。GPS卫星信号在大气电离层进行传播的过程中会产生不同程度的延迟。一方面，GPS卫星信号的传播延迟程度与卫星有着较为紧密的联系，另一方面，GPS卫星信号的传播延迟程度与用户接收机视线方向上的电子密度之间也有着十分紧密的联系，因此就会引起测量误差[1]。

（2）观测误差。GPS测量仪器是观测与接受卫星信号的主要载体，其中观测误差主要表现在两个方面，一方面是GPS测量仪器硬件，另一方面是GPS测量仪器软件的分辨率。除此之外，影响该观测误差的因素还包括接收天线的安装精度[3]。例如，由于天线安装高度而引起的整平误差与测量误差。为此，在对矿山材料运输轨道进行测量的过程中要充分考虑天线的安置情况，确保接受天线在安置过程中能够充分整平与对中。

（3）接收机时钟误差。在正常的情况下，GPS接收机内时钟都具备较高的稳定性。但在其整体运行的过程中一旦出现任何异常情况就会降低其自身的稳定度[2]。在这种情况下，如果GPS接收机内时钟可以达到1S，由其引发的等效距离误差就会大于300m，并会造成严重的后果与较大的损失。

（4）接收机的位置误差。在一般情况下，利用GPS对矿山运输轨道进行测量的过程中，其实际观测值都是由相关工作人员的精心计算而得出的，虽然其测量准确度比较高，但其计算结果仍旧会受到卫星信号接收过程的影响，例如，接受卫星信号时卫星信号的强度以及具体方向等，这些问题均会在一定程度上受到接收机位置的影响，最终造成一定的测量误差。

（5）多路径效应的影响。在对矿山材料运输轨道进行GPS测量期间，测站四周反射物反射回来的卫星信号，也就是反射波，其不仅会二次进入接收机天线，同时也会在一定程度上对GPS卫星信号造成直接的干扰，最终导致所测量值与实际值相偏离。

1.2 减少GPS测量误差的控制措施

在GPS测量的过程中，由于矿山运输轨道测量的距离相对较长，因此其测量点的位置分布具有较强的灵活性。在实际测量的过程中，控制点大部分会设置在地形较高且标高较高的稳定点上。在选择控制点时，要确保其视角的开阔性。利用GPS对矿山运输轨道进行测量，应结合实地勘查情况来合理分布测点，并对用于矿山运输轨道测量的整个GPS测量观测网进行合理的规划[4]。同时选择精度较高的星历以及恰当的起算数据，以此来减少测量误差。GPS网中的A，B级控制点与高级GPS网控制点进行联合测量也可以提高测量精度。

在几何结构方面，GPS观测网主要是由一个后者多个独立的观测环组成的，同时也可以由附合线路形式来进行组建与构成[5]。不同等级GPS观测网的应用技术有所不同，且均有不同的技术要求，具体要求见表1。

表1 GPS观测网技术的标准

2 全站仪在矿山材料运输轨道测量中的误差与精度控制

全站仪是一种数字化与智能化水平较高的一种三维坐标测量系统。全站仪可以自动测距、自动测角、自动计算数据与处理数据，其在矿山材料运输轨道测量过程中得到了广泛的应用。全站仪主要是通过相位法测距来提高运输轨道测量精度的，其技术具有较高的优越性。但系统误差会对测量精度造成较为直接的影响[6]。全站仪使用过程中产生的系统误差主要包括仪器的加常数误差、测量周期误差以及乘常数误差。

为了提高全站仪测量精度应做到如下几个方面。

（1）在对矿山材料运输轨道进行测量时，首先要求相关工作人员要对测量现场的环境进行充分的考虑，准确的测量出其实际的大气压力与温度，并将测量出的数据完整的输入到全站仪中，以此来有效避免仪器由于因乘常数而造成的误差。

（2）在实际测量的过程中，要尽量选择常数相同的凌镜，以此来大大减少全站仪因加常数造成的误差，同时要确保仪器的对中点在全站仪架设过程中能够充分对中。

例如，在对某矿山材料运输轨道进行测量的过程中，要分别对基点4、基点7和9-4#点采用天宇CTS-662系列彩屏触摸全站仪进行测量（仪器型号CTS-662R4，类型3.5英寸，320×240点阵高清高亮触摸彩屏，精度：有棱镜：±（2+2×10-6·D）mm，如图1），同时要用三棱镜作为反射棱镜，与单反射棱镜相比，三棱镜可以有效提高矿山材料运输轨道的测量精度，三棱镜和强制对中器如图2所示。通过测量数据可知，全站仪三角控制测量的精度较高，可以充分满足该矿山地表岩层移动测量的精度要求。

3 GPS测量在矿山运输轨道中的应用

由于矿区位于崇山峻岭之间，道路较为崎岖，地形复杂，在地面控制测量中的传统方式很难展开，为了确保矿山开采可以顺利进行，决定采用GPS作为矿山地质表面控制，将GPS设为三个点，即GPS1、GPS2、GPS3，将此设为原有地面一极导线点，并经过计算分析，该控制网精度较高，为后期矿山运输轨道畅通打下坚实基础。

图1 强制对中器和三反射棱镜

图2 天宇CTS-662系列彩屏触摸全站仪

4 结语

总之，在我国市场经济持续活跃，科学技术不断革新的大背景下，为了进一步满足我国当前矿山材料运输的需求，促进工业经济的发展，首先就要提高矿山材料运输轨道测量的准确性，加大GPS技术与全站仪的研究力度，充分发挥其在运输轨道测量中的优势，并通过对现场测量环境因素的分析来选择合理的测量方法，以此来提升矿山材料运输轨道测量的准确性，并进一步加大对测量误差与精度的控制，从而间接的促进我国社会经济的可持续发展。