探讨GPS在煤矿测量中的运用

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1、探讨GPS在煤矿测量中的运用探讨GPS在煤矿测量中的运用［摘要］市于GPS观测具有无需通视，测量速度快，精度高，不受气候影响，且能实现实时测量等优点，因此广泛应用于工程领域。本论文主要介绍了GPS测量的原理，通过介绍GPS在煤矿测量当中的具体应用，展示了GPS在煤矿测量中的优点，因此为类似工程提供了参考依据。［关键词］GPS；测绘；原理；煤矿屮图分类号：TD822文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)24-0139-021引言GPS技术主要特点在于高精确度、视野度广阔、自主性强等。其主要地理测绘、煤矿测量等领域。随着GPS技术的不断发展,苴主耍特点也得到了

2、长足的进步，极大地方便了人民的的生产生活,使得各项工作都能够适应时代的变化。在煤矿产业中，测量工作是一项很重要的工作，可以保证具体施工的准确性和稳立性。而各种高科技技术的应用就是为了近一步提高测量的精确性。GPS技术与以往的传统技术相比，是采用布设空间网的方式，大大减少了布局设线传统观测的局限性，极大地提供了生产效益，降低了生产成本［1,2］。2GPS卫星定位原理GPS卫星定位的原理与无线电测距交会的原理一致，首先由地面3个以上已知点(控制站)交会出卫星的位置,然后，利用3颗以上的一卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置。GPS卫星发射测距信号和导航电

3、文，导航电文中包含有卫星的相关信息。用户通过GPS接收机在某一时刻同时接收到三颗以上的GPS一卫星信号，并测出测点(接收机天线屮心)P至GPS卫星之间的距离，并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，由此利用交会法计算出测点P的位置［2,3］,原理图见图1。设在时刻在测站点P用GPS接收机同时测量出P点到3颗GPS卫星、、的距离分别为、、，通过GPS电文解译出该3颗GPS卫星的三维坐标分别为，。用距离交会的方法求解P点的三维坐标的观测方程为：(2-1)(2-2)(2-3)3工程实例3.1工程概况某煤矿区属温带大陆性季风气候区，市于受大陆性季风气候影响，使得该地区四季分明。该煤矿

4、生产能力为700万吨/年，该3#煤层采厚8m,开采方式为房柱式开采，回采率37%,空区埋深在地表以下60-120m,煤矿的开采厚度为7m,最大开采宽度为25m,采深采厚比8-15,采深采宽比1。由于该煤矿是新建不久，因此地表附近没有现成的控制网，为了矿山建设的需要，要求在地表布设相应的控制网指导煤矿生产。该煤矿拥有6台中海达F61静态GPS接收机(标称精度：±5mni+2・5X10-6)。3.2控制网设计3.2.1网形设计GPS控制网的网形主要有点连式、边连式、网连式、边点混合连接式、多边形连接、环形图以及星形布设。点连式网的儿何强度最低，因此要适当增加GPS控制网的可靠

5、性指标，如加入部分地面边长替代部分GPS边长；边连式的儿何强度相对于点连式较高，由于该网形非同步图形闭合条件和复测边和对较多，但在仪器数量相同的条件下，比点连式的观测吋段数大大增加；网连式的儿何强度和可靠性指标相对于与边连式具有较大的提高，但所需的经费与时间也明显增加，因此，该网形适合于高精度的GPS网测量；边点混合连接式，结合了点和边的优势，组成的GPS网，既保证了网的儿何强度，提高了网的可靠性指标，又能减少外业工作量，降低了成本；星形图的几何图形简单，但其检查与发现粗差的能力差，该方法的优点是，需要的仪器较少［5,6］。3.2.2GPS选点与埋标要求GPS选点与埋标的

6、要求主要包括如下4点：(1)测点四周视野开阔，高度角在15。以上没有障碍物，且测点易于安置GPS天线及接收机；(2)GPS测点应远离大功率无线电发射源和高压电线，前者距离不得小于200m,后者距离不得小于50m；(3)测点应远离能反射信号的物体，以免产生严重的多路径误差影响观测精度，如房屋、广告牌、围墙、山坡以及大面积水面等；(4)GPS测站应位于地质条件良好的地方，同时要便于保存且交通条件相对较好，在地面沉陷区、潮湿区、以及易于塌方区域不应布设控制点；3.2.3GPS控制网观测要求对进行GPS观测过程应注意以下事项：(1)编制观测计划表并作好观测前的准备，开始观测前应进

7、行预热和静置,用脚架安置天线时对中误差不应大于3mm；(2)观测数据文件中应包含测站名或测站号、观测单元、测站类型、FI期、吋段号等信息；(3)观测作业要求：按规定的吋间进行作业，电源电缆和天线等联结无误方可开机，观测过程中不允许进行以下操作：接收机关闭又重新启动，进行自测试、改变卫星仰角限、改变天线设置等;(4)外业成果记录：①记录类型：观测记录、测量手簿、其它记录；②记录内容：测站和接收机初始信息，测站名、测站号、观测单元号、吋段号，天线及接收机编号、天线高、观测日期、采样间隔，卫星载止高度角、卫星星历参数等。控制网参照《