摘要：在现代科技和信息技术的快速发展下，人类的生活方式发生了翻天覆地的变化，GPS技术也得到了极大的发展。目前的GPS技术已经在各大社会领域当中得到了较为广泛的应用。而在矿山企业内部矿山工程实际建设活动的角度上来看，其在开展阶段中也会受到各类安全隐患所产生的影响，而边坡变形问题就属于其中比较经典的安全问题，为了实现对于边坡变形情况的准确把握，就必须要采取现代化的检测技术，从而准确找寻出其中隐藏的事故隐患。因此，文章首先对GPS系统的基本概述加以明确；其次，对矿山边坡变形监测的具体内容，以及监测的重要性与GPS技术的优势展开深入分析；在此基础上，提出GPS技术在矿山边坡变形监测中的具体应用措施。

　　关键词：GPS技术；矿山边坡；变形监测；应用措施

　　在近年来的发展进程中，随着GPS技术的创新优化，其在应用范围方面也在逐步拓展，站在实际情况的角度上来看，目前的GPS测量技术已经在各种变形监测工作当中得到了较为广泛的应用，结合具体监测对象所具备的各种特征，可以将其进一步划分成周期性重复测量以及实时动态监测等多种监测模式。而相对于那些传统的监测技术来说，GPS技术在矿山边坡变形监测工作开展进程中所具备的主要优势，就在于整体精度比较高，不会受到各类外界因素产生的影响，从而更好的实现实时性监测。然而，其中也存在着一些问题，比如进行观测的条件比较恶劣，以及基准点的选择难度比较高等内容，这些都需要在实际监测阶段中进行重点关注。

　　1 GPS系统的基本概述

　　GPS系统，其全称为全球卫星定位系统，最早是由美国国防部在七十年代，以子午仪卫星导航定位技术为基础所形成的全新技术手段。目前的GPS系统主要就是将卫星作为内部的核心所在，从而建立起的一种无线电导航定位系统，具备着较为显著的全能性、全天候以及全球性特征，还可以实现导航、定时以及定位等多种功能。

　　1.1空间部分

　　处在空间部分的GPS卫星群，主要由二十四颗卫星处在六个不同的轨道当中运转，而在每一个轨道的平面当中，不同卫星之间出现的角差距都在90°，并且任意一个轨道当中运转的卫星，相对于西边相邻轨道当中的卫星超前了30°，每一个卫星大约需要十二个小时的时间才能运转一周。其中星载高精度原子钟，能够对无线电发射机进行稳定控制，使其能够发射L1以及L2这两种载波，这样就可以向全球各地的用户接收机，持续发射对应的GPS导航信号，从而有效实现全球性的导航定位服务。而在整体GPS系统当中，卫星所起到的作用主要为以下几点，第一点就是通过L波段的两个无线载波来实现导航定位信号的发射，结合对应的导航电文就可以明确目前卫星所处的具体位置，以及基本工作情况等内容。第二点是在卫星飞过注入站上空时，地面注入站就可以通过S波段来接收对应的导航电文以及其他方面的相关信息，而后利用GPS信号电路来将这些信息发送给所需的用户。第三点则是接收地面主控站，其可以利用注入站来将调度指令发送到对应的卫星当中，这样就可以实时化的修改卫星的运行偏差，或是启用卫星的备用时钟等，确保在任意时间以及任意地点，都能够看到四颗卫星。

　　1.2监控系统与用户部分

　　首先是监控系统，在GPS工作卫星所对应的地面监控系统当中，主要涉及到了主控站、注入站以及监测站等内容，其中的具体控制部分主要设置在美国的科罗拉多州，直接由美国空军负责管理，而控制站的主要作用就是对卫星的运转状态进行监控，并对各类无线电信号加以处理，这样就可以满足基本的精度需求；其次为用户部分，在用户部分当中就是由计算机技术以及无线电技术所支撑的卫星接收机以及数据信息处理软件所构成，其中需要负责的主要任务就在于对卫星导航信号进行准确接收，在后续处理过后找寻出观测点的具体位置，而用户段与GPS用户设备的研发以及服务有着较为紧密的联系。

　　2矿山边坡变形监测的研究现状

　　随着GPS技术的逐步发展完善，它是传统测绘领域的关键技术突破，它改变了以往的测量原理和方法，并使其与其它学科相互渗透，从而有效地推动了测绘科学的稳步发展。由此可以看出，GPS技术的出现，吸引了世界各大国家的重点关注，也使测绘产业发生了根本的变化，而在最近几年的发展过程中，我国针对GPS定位技术所进行的研究也在持续深入，其中也拓展出了全新的应用领域，随着软件和硬件的飞速发展，随着科技的不断进步，GPS技术已经拥有了许多传统的GPS技术所无法比拟的优势。

　　2.1 GPS在变形监测当中的应用

　　GPS检测技术目前已经在各类变形监测工作当中得到了较为广泛的应用，根据监测目标的特点，建立了三种不同的监测方式和运行方式，即定期重复测量、固定连续GPS观测站点和实时动态监测。而其中的周期性重复测量应用较为广泛在每个周期内，通过精确地计算出两个观察周期内的位移变化，可以精确地测量变形，在处理数据信息时，采取的是静态的相对位置；第二条路，就是在一些重要的地方，或者是一些重要的建筑，建立起永久性的GPS观测站，这样就可以在观测站当中更好的实现连续化监测；第三种方式则是对建筑物的动态变形展开实时监测。而GPS技术之所以能够在变形监测当中得到较为广泛的应用，主要就在于GPC有着相对较高的测量精度，并且不会受到外界各类观测条件产生的影响，这样就可以实现实时化监测。2.2变形监测网的灵敏程度

　　在针对变形监测网灵敏程度进行研究的过程中，其内部涉及到的内容主要就是整体灵敏程度以及局部灵敏程度具体适用范围的研究，并从单个模型当中的可发现性理论逐渐扩展到了多个变形模式的可识别理论，该理论不但能为以后的变形监测网络设计提供可靠的质量控制指标，而且还能根据变形分析中的某个模型，给出相应的可探测值和可区分性。

　　2.3变形监测网的质量标准

　　变形监测网除了具有控制网的质量标准，主要为以下几方面内容，除却精度指标、可靠性指标、费用指标以外，还具有灵敏度指标、可区分度指标。在当前对它的研究有如下几个方面：以工程建筑物结构安全度为约束条件出发，探讨变形的允许变形值、必要测量精度等指标；直接论述变形监测网的精度、可靠性、灵敏度等三个质量标准。

　　3矿山边坡变形监测的重要性与GPS技术的优势3.1矿山边坡变形监测的重要性

　　随着我国整体社会经济发展水平的持续提升，社会各个部门和各个社会部门，都在增加着矿物的需求。这也使其针对矿山工程项目的建设活动提出了更高的要求。然而，在实际矿山建设活动以及生产活动的开展进程中，其内部很可能会遇到各种不同的风险，特别是边坡变形问题，如果没有针对这方面问题展开更加全面的监控，就很容易引发矿山塌陷等较为严重的安全事故，这样不仅会导致企业受到的损失较为严重，也会对工作人员的生命安全产生极大的威胁。因此，这就需要采取具备着科学性以及先进性的矿山边坡变形监测技术，简单来说，当前，矿井边坡的变形监控工作具有十分重要的意义。通过矿山边坡变形监测工作的顺利开展，可以针对整体工作项目的生产阶段展开更加全面的评价，从而有效判断其基本的安全性与可靠性，并结合实际情况来发送对应的变形预警信息，保证工作人员可以在第一时间明确矿区当中所隐藏的各种事故隐患，并以此为基础来做好针对性的预防工作，确保各类事故所产生的影响可以降到最低的水平上；其次，通过矿山变形监测工作的顺利开展，可以在根本上降低滑坡等问题的发生几率，并直接在问题的萌芽阶段中做到全面捕捉，这样就能够有效限制问题后续的走向；再次利用变形监控技术，能够为相关的决策机构提供更为精确的资料，以此来提供出必要的参考指导，使其可以编制出科学性与可行性更高的操作方式以及施工组织；最后，在矿山边坡变形监测工作的实际开展进程中，还可以为矿区维护处理等多种工作的顺利开展提供出必要的帮助，使得工作人员能处在一种安全的条件中开展施工建设，在根本上提高矿山企业所获取的经济效益。

　　3.2 GPS技术的应用优势

　　站在实际情况的角度上来看，传统的全站仪等测绘技术，其在目前矿山边坡变形监测工作当中所起到的应用效果相对比较差，很难达到预期中的工作目标，而GPS技术在边坡变形监测当中所体现出的应用优势则较为明显。首先，各大观测站之间不需要具备基本的通视条件，在采用传统测绘技术来展开变形监测工作的过程中，不同站点之间必须要保持通视条件，但这样不仅会大幅度降低整体监测效率，也会消耗较多的人力资源以及物力资源。同时，GPS技术所具备的优势就在于并不需要保持不同站点的通视性，即便这样也可以起到较为优异的监测效果；其次，其中还可以提供出三维层面上的数据信息，而在传统全站仪人工监测工作当中，在开展目标平面位移以及垂直位移数据信息监测工作的过程中，针对这两方面工作内容需要分别开展，这样就会大幅度降低测绘效率，也会延长整体测绘周期，提高了成本投入力度，其中测绘结果的准确性也很难得到保证，但通过GPS技术的应用，就可以提供出较为准确的监测点三维数据信息，以此为基础来保证检测质量可以得到全面提高；最后，还能够更好的实现实时化监测，GPS技术在实际应用阶段中不会受到天气因素以及季节因素产生的影响，并在全天候针对监测点展开全面监测，保证问题发生的第一时间可以得到防护。除此之外，GPS技术还具备着较高的操作便利性，其在实际应用阶段中并不存在较为复杂的操作环节，这种操作便捷性优势也成为了GPS技术后续推广与应用的关键所在，这也使其被广泛应用在了矿山边坡的变形监测工作当中。

　　4 GPS技术在矿山边坡变形监测中的具体应用措施

　　在矿山边坡变形监测工作的开展进程中，通过GPS技术的应用可以实现更加高效的数据信息采集传送以及处理分析工作，然而，以往所采用的GPS定位，其基本上都是将毫米级或是厘米级精度作为主要目标，所关注的重点内容也在于各大点位的定位精度以及可靠性。这也使得应用GPS技术的实际过程中，需要重点考虑的内容就在于确保GPS可以在短基线相对定位当中可以实现亚毫米级的精度。站在实际情况的角度上来看，对于GPS定位精度产生影响的因素也相对比较多，这就需要结合具体的内容来采取针对性的处理措施，在逐步降低误差的基础上，提升整体精度。

　　4.1明确监测系统的具体构成

　　在矿山边坡变形在线监测以及预警系统当中，其主要就是由监测站、现场监测管理站以及监测管理中心这三部分内容所构成。首先，是监测站，其主要作用就在于现场中获取各类监测点数据，主要就是由不同的监测单元所构成，在现场所采用的各类监测系统当中，其就是由精度比较高的GNSS接收机、内部测斜仪以及沉降仪等设备所构成；其次，是现场监测管理站，在现场监测管理站的设置过程中，其主要就设置在边坡周边的安全位置上，内部采用的主要设备就是数据信息采集仪、交换机以及光纤收发器等，可以有效实现对于监测数据信息的自动采集、自动传输以及自动储存；最后，是监测管理中心，矿山边坡在线监测管理中心，其所处的位置必须要结合实际情况进行合理确定，确保其在建成过后可以更好的发挥出自身的实际作用，并保持较为稳定的运转状态，而在监测管理中心当中，则是由中心服务器系统、软件系统以及显示装置等多种内容构成。

　　4.2选择变形监测的基准点

　　在矿山边坡变形监测工作的开展进程中，基准点的选择会对GPS监测数据信息的可靠性以及准确性产生较为严重的影响，只有在保证监测基准点能够得到合理设置的基础上，才可以大幅度降低各类不良因素所产生的干扰。同时，在针对变形监测基准点进行确定的实际过程中，不能简单的根据当前矿井周围地区的边坡体的基本要求来确定，既能保证以后的边坡变形要求，又能保证在比较稳固的岩层上设置基准。

　　4.3 GPS变形监测网的优化设计

　　站在实际情况的角度上来看，矿山边坡变形监测过程中采用GPS技术的关键就在于针对变形监测网展开优化设计，涉及到的工作人员也必须要充分结合监测的基本需求，进一步选择不同等级的监测网，这样就可以确保基点坐标有着更高的准确程度，结合GPS测量范围上存在的主要差异可以看出，A、B级别网在本质上属于一种范围较大的国家控制网，通常情况下在边长方面高于15km，在部分特殊情况下甚至还会超过100km。而C级别网在边长上处在10km~15km左右，D级别网的平均边长则在5km~10km左右。站在基点坐标具体精度的角度上来看，A级网在基点坐标的精度在一米以上，B级网基点坐标精度在三米以上，C级网基点坐标精度则在五米以上，在充分结合不同等级监测网具体精度数据信息的基础上可以明显看出，随着监测网整体等级的持续提高，其在具体的测量精度方面也相对比较高，两者之间主要处在一种正比关系。后续的测点设计也属于构建监测网当中的主要工作环节，涉及到的工作人员必须要在充分结合在矿井的基础上，选取了一些新的监控基点和矿井的重要位置，减少GPS的主要监控位置。通常情况下，监测点大多数情况下都布置在矿山的边坡部位中。

　　4.4 GPS监测以及坐标转换

　　相对于野外作业数据信息的采集来说，其大部分情况下所采用的都是单频GPS接收机，涉及到的工作人员也要将接收机设置在各大监测基点部位当中，这样就可以更好的展开连续性以及实时化的观测，而剩余的接收机就应当按照基本顺序来逐步将其设置在不同的监测点当中，对于那些关键部位的监测点来说，其内部的整体监测时间大多在两个小时左右，还要在其中安排两个以上的监测时段，普通测量点通常情况下则是一个监测时段，具体段长为一个小时。而目前GPS监测系统当中，其所采用的坐标系主要为WGC-84坐标系，其中的数据参数主要是经纬度以及高程，通常情况下，在矿山边坡变形监测阶段中，并不需要对其展开坐标转换，只需要针对不同时间当中的观测数据信息结果展开对比，就可以得出对应的差值以及位移距离。然而，如果需要建立GPS检测系统当中采取普通测量方式所得出的数据信息结果加以分析，就应当针对坐标体系进行转换，这时就要将WGS-84坐标系有效转变为在矿场里面，最常见的就是当地的坐标系，这就使得双方的关系变得更加密切了。这样就可以对长时间工作过程中所积累到的变形数据信息，以及其他方面的变化特点展开深入分析。

　　5结论

　　总之，在当前的经济发展过程中，各阶层对矿物的需求日益增长。为了确保整体工作效率以及工作质量能够稳步提高，就必须要做好对于矿山边坡变形问题的全面监测。同时，还要在充分结合实际情况的基础上，将GPS技术有效应用在边坡的监测阶段中，更加科学合理的设置出对应的监测方案，以此来大幅度降低各类安全问题的发生几率，通过明确监控系统基本构成、选择变形监测基准点以及GPS监测与坐标转换等多种方式，确保其能够取得较为优异的监测效果，为矿山后续各类生产活动的顺利开展奠定坚实基础。