基于beidougps组合的矿山开采地表沉陷监测方法研究

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1、万方数据中图分类号：￡22墨：生学科分类号：．垒2Q：1Q!Q论文编号：安徽理工大学博士学位论文基于Beidou／GPS组合的矿山开采地表沉陷监测方法研究作者姓名：送羞微专业名称：地厦工程研究方向：芷出珏采变形笪测理途量友洼导师姓名：金堂搓教援导师单位：测绘堂院答辩委员会主席：直飞麴援论文答辩日期：2014年6月3日安徽理工大学研究生处年月日万方数据ADissertationin鱼星Q!Q直曼堂星坠g迪曼曼煎塾g董ksearchonMethodofMiningSubsidenceMonitoring

2、BasedonBeidouandC沪SIntegr￡LtionCandidate：ZhangMeiweiSupervisor：YuXuexiangSchoolofE硪handEnvirolmentalScienceAnHuiUniVers时ofScienceandTechnologyNo．168，ShungengRoad，Huainan，23200l，P．R．CmNA万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方

3、以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塞邀理王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：毯量数日期：d丝年j月丛日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塞邀理工太堂有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于塞徽堡王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论

4、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：跃羡极签字日期如／弘年乡月膳日导师签名：锄孵签字日期：铆伊彬万方数据摘要搁婴本文在分析采用Beidou／GPS进行变形监测的基本原理和已有似单差理论的基础上，结合开采沉陷监测的特点，建立了单历元、高精度、快速解算大范围变形量的基本数学模型，研究了削弱主要误差来源的算法，并开发了对采集的数据进行高精度快速处理和有效管理的专门软件。本文的主要研究成果如下

5、：1．研究了Beidou／GPS坐标系统和时间系统的统一问题，为采用Beido怕PS系统融合进行变形监测理论提供了基准。讨论了Beidou／GPS定位中常用到的几种函数模型，分别为非差模型，单差模型和双差模型。分析了Beidou／GPs的随机模型，通过对几种随机模型的比较，得出的结论为采用高度角定权最合适。2．在单历元解算变形信息的似单差算法基础上，将似单差模型的适用范围从GPS系统扩展到Beidou／GPS双系统。通过数学方法证明了当变形量小于波长的一半时，双差整周模糊度可以通过先验信息直接固定。

6、基于似单差算法和组合波长原理，提出了一种适用于解算大范围变形量的单历元算法。首先利用伪距差分的办法求解出监测点的近似坐标，进而求解两个超宽巷双差整周模糊度。利用两个超宽巷双差整周模糊度与三l他或Bl幌载波双差整周模糊度之间的线性关系，直接求解出三l心或Bl／境载波的双差整周模糊度，代入到似单差模型中直接求解出变形信息。该方法解决了似单差算法无法解算大范围变形量的问题。最后通过两个实验验证了该方法的正确性。3．从与卫星有关的误差、与接收设备有关的误差和与传播路径有关的误差三个方面系统的分析了本文算法中

7、的误差改正模型并研究了各类误差对最终变形信息解算结果的影响。对算法中可能存在的问题，进行了进一步的研究。由于超宽巷组合的噪声较大，当监测点的实际变形量接近或大于超宽巷波长的一半时，超宽巷双差整周模糊度的固定会出现不稳定的情况，因此需要通过搜索的办法固定超宽巷双差整周模糊度。此外，当卫星高度角较小时，即使变形量不大，超宽巷双差整周模糊度也会出现固定失败的情况，因此解算时也需要选择合适的高度截止角以避免这类问题的出现。为了提高模糊度的搜索效率，本文提出了一种逐星筛选超宽巷模糊度的方法，可以有效的剔除错误

8、的超宽巷模糊度组合，大大的提高搜索效率。最后本文通过一个实例给出了单历元解算变形信息质量评价的方法。4．以顾北煤矿北一(6．2)上采区12326首采工作面为例，研究了利用Beido们PS技术对矿区地表沉陷进行变形监测的方法，并从监测方案的设计、矿万方数据安徽理工大学博士学位论文区高精度BeidoⅣGPS三维变形监测基准网的建立及变形信息的解算三个方面研究了矿区地表沉陷监测的具体流程。解算结果表明，本文中提出的方法可以基本满足矿区开采沉陷监测的要求。5．利用本文中提出的