煤矿矿井测量中GPS的应用分析论文_虎良金

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摘要:由于科学技术的飞速发展,以及经济实力的不断提升,煤炭矿井测量新型技术得到了大量应用,其中应用范围最广的是GPS测量技术,利用GPS使测量的结果更加准确,并切实提升了测量效率。本文结合相关理论知识和实践经验,对GPS测量技术在煤炭矿井的应用进行了分析,以供借鉴。

关键词:GPS;煤炭矿井测量;应用;

1 GPS技术概述

开采矿井过程中,井下坐标系统与井上坐标系统一定一致,伴随着不断扩展的建设规模,在建设矿区地面控制网方面必须要有所提升。导线网、三角网是传统的测量工程控制测量的方法与大地测量的方法,这两种测量方法即耗费时间又耗费成本,而且必须存在两个点之间的通视,精度也无法均匀的分布,因此,根本无法满足矿井建设方面的需求。而使用GPS技术,控制点之间不必通视、效率非常好、准确程度非常高、可24小时工作,在布置过程中也非常的自动与灵活,因此,在各个行业之的测量之中都会利用到GPS。在控制测量过程中使用GPS,时间信息、三维坐标、三维速度等这些技术信息参数能够得到持续的输出,地面监控接收系统与空间卫星群共同组成了GPS,处理数据的软件、对应的用户设施、GPS接收机等共同构成了用户端,气象仪与电子计算机是主要的用户设施等,对卫星发送的信号进行接收是其主要的作用,定位与导航过程中就使用到的就是获取到的信号。GPS能够接收到超过4个的GPS信号,随后,对接收机的方位进行确立,实现的原理是空间距离后方交会原理,接收机对信号进行接收以后,利用处理数据的软件或者计算机分析与计算收集到的信号,随后形成三维坐标对测量的方位进行确立,并且在经过计算以后获得结果。

2煤矿矿井测量中GPS技术应用概况

2.1完善前期的测量准备工作

准备设备与制定好测量技术是在GPS测量方面主要的准备工作,不但要确认与选取好埋设GPS网的地点,而且要掌握气象信息,通讯工作要准备好,控制点、地形图、当地的交通情况等信息都要掌握,当确认埋设地点过程中,一定要尽可能的选取没有太高的障碍物。

2.2设置地面控制系统时需要注意的问题

为给井下的贯通与施工提供数据是矿井测量的主要目的,因此,井口是在设置测量网过程中的中心所在,这样才能够更好的把坐标传递到井下。静态定位法是在对网络等级进行确认过程中使用最多的方法,通常,要想完成测量工作必须设置4个GPS点,对GPS点进行设置过程中定向点与近井口点必须要设置,附近的网点要与近井口点互相打通。这样做的目的是为了在井口地点产生改变过程中能够利用这两个点重新设定。设置测绘点过程中,一定要满足信号质量的需求,要让每一个测绘点间的高度角的数值达到最小。

2.3在观测数据和处理数据过程中需要注意的问题

在观测之前,GPS接收机一定要静置与预热,必须要严格的依据施工规范,每个小组的工作人员一定要紧密的配合,在观测相同小组的卫星过程中要实现同步。在观测过程中一定要记录好相关数据,在后期也要整理好数据,每观测一次,最少要有3次对数据进行记录,这三次数据的平均值是最后的取值。如果对数据的准确程度要求非常高,则必须使用计算机进行高精度的计算。

3在测量过程中会遇到的问题以及解决的方法

以下为在测量过程中出现的主要的问题:(1)利用GPS进行测量过程中,卫星数据不能够被接收机转换,假如强制初始化接收机,则必须再测量的地方对测试点进行再次测量,这样做即耗时又耗力,使工作效率下降;(2)由于GPS测量技术对精密程度的要求非常高,空气中的杂质或者空气的湿度都会影响到测量的精确程度;(3)矿井测量工作并不是持续的,而是分阶段进行的,因此,介质会损耗矿井测量工作。(4)各个数据测量站都是相互独立的,当测量过程中一定要调试好设备,对设备进行检查,对参数是否发生改变进行核查。

3.1实例分析

3.1.1实例概况

云南省某井田,为云南省储备数量组多、面积最大的井田,15km是其东西方向的宽度,12km是其南北方向的宽度,180km2是其总共的面积。为了对井下生产系统进行科学的设置,对井田的面积和范围进行准确的标示,在地面上,一定要对地面测量控制系统进行构建。本次的量任务没有很好的点和点间的通视,施工的难度非常大,测量的工作量非常大,因此,为改善以上情况使用到了三等水准测量技术与GPS定位技术。易于操作、可迅速定位、准确程度高、可24小时工作是使用GPS定位的优势所在,而且,利用三等水准测量技术能够非常准确的对标高进行测量,使矿井的井下测量系统和井下测量系统非常的完善,为储备量的核算、矿井开拓系统的设置提供了很好的条件。

3.2关于GPS控制网的详细情况

196条有效基线、114个同步环、61点共同构成了测量区域的D级GPS控制网。0.22km是其最短的边,5.4km是其最长的边,2.16km是其平均的边长,能够长时间的保存、有着稳定的点位基础、联测与拓展方便、交通便利、附近没有高压线与功率比较大的电磁波发射源、被测试的卫星高度的角度比15°要大、视野范围广阔、利于操作和安装接收设施是D级GPS控制点设置的条件。

3.3进行观测时的详细情况

在观测过程中,D级GPS控制网使用到了四台LeicaGPSSYSTEM500双频接收机。在观测之前,对观测计划进行了认真的制订,所依据的基础是星历预报,以确保观测基线的模糊倍率因子大于1.5。观测的时间要超过45min,图形强度因子PDOP值要比6小,15s是数据的采样率,有效的观测卫星要超过6颗,在观测之前和观测之后,要取一次1ms的天线高的数值,差距要比3ms小,平均数是所利用的数值。

3.4计算和处理数据

利用随机软件LEICAGeoOfficeCombined在计算机中计算D级GPS控制网的有关数值。在表1之中,显示了D级GPS控制网的计算详情。

表1 统计D级GPS控制网校验的准确程度

在计算平差过程中,第一步先无约束平差“WGS—84坐标系”,随后,约束平差“1954年北京坐标系”,117°与116°是中央子午线所采用的角度,在施工图纸上面添加准确的贯通位置,并且结合施工图纸进行研究:标注好下25、上18的贯通位置,对两点之间的距离进行计算;把下25、贯通点K与上18在施工图纸上面进行连接,把施工图纸上的方位角与测量得到的方位角进行核准,对偏差进行确认并且做好调整工作。在巷道的一边挖掘到预先设定好的位置K点以后,不要再继续挖掘,在这个时候使用设备计算和收集数据。检验K点,如果校验准确,就以这个点作为基础,标示另一边的巷道,在挖掘过程中要严格的依据设定的坡度和方向,以便于能够顺利的贯通。确认好K点以后能够使贯通的难度大大的降低,让贯通距离的范围比较小,更加利于测量人员制定贯通方案,使贯通的有效性得到提升。

4结语

工作任务繁杂、艰巨是矿井测量工作的特点。在测量过程中一定要选取好测量的方法,随后,依据现实状况对测量方案进行制定与布置网络体系,最终,对数据进行准确的计算,以保证能够获得准确的测量结果。

参考文献

[1]浅谈GPS在煤炭矿井测量中的应用[J].杨智,王创.四川水泥.2015(09)

[2]论GPS测量的误差及精度控制分析[J].齐利强.科技创新与应用.2013 (01)

论文作者:虎良金

论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/12

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