陀螺定向与gps技术在新淮立井贯通测量中应用

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1、陀螺定向与GPS技术在新淮立井贯通测量中应用　　【摘要】新淮工广施工一对立井至-630m。我们使用先进的GPS测量技术、陀螺定向技术，快速建立井上下控制网，同时使用陀螺定向技术代替几何定向技术进行码头门的施工方向标定。【关键词】测量；陀螺定向；GPS技术。1工程概况2005年新庄孜矿在新淮工广施工两个立井至-630m，井口十字线是建立在回填矸石上，十分不稳定，随时需要校核。为了使井上、下具备统一坐标系统，必须及时进行联测。通常我们采用经纬仪或全站仪进行联测，但受地面建筑物及地形、地貌影响，布点困难、导线长，测量工作量大而且精度也不能保证，为了解决以上问题，同时考虑到该工程是独立工程，

2、我们选用GPS分别在新淮工广与毕家岗三号井口布设GPS近井点。其优点是在地面不受建筑物影响，劳动强度小，而且精度远高于导线精度。2新淮工广、毕井工广GPS网布设的技术方案和测量精度6GPS近井网布设技术方案：根据新井建设需要和现场情况并充分考虑联测点的位置及便于点的长期保存，在毕井灯房上和办公楼布设二个近井点J211、J111。在原新矿八号井采掘楼上布设二个控制点8-33、8-11。在新井工广布设一个近井点333共五个点，与联测点老应山、911、李咀孜煤仓三点一起构成矿井GPS测量控制网。并保证每个点至少能与两个以上的点通视，以便在日常使用时有检核条件。按照《煤矿测量规程》对矿井地面

3、近井点的精度要求点位中误差不超过7cm。后视边方位角中误差不超过+10”。3观测方法3.1GPS接收机的选择本次接受机是天王星9800双频接受机，做静态测量两台，平面精度5mm+1ppm，静态9600北极星两台，平面精度5mm+1ppm。以上四台接受机于2002年在南京技术监定局GPS检定场进行鉴定，仪器各项指标均能满足作业要求。3.2联测方案GPS测量获得是WGS—84坐标系下的空间直角坐标，需将其转换成BJ—54坐标系的高斯平面直角坐标，此次联测由于周边控制点的限制只能用测区外的两个点来做联测点。其精度满足（GB/T18314—2001、6、3、2、8）的要求。四台机同时观测能构

4、成强度较好的构网和良好的控制。3.3定位模式及构网方案的选择6为保证GPS控制网的精度和可靠性，GPS观测采用静态定位模式，其同步图形采用边连接方式构网，这样的构网方式具有良好的几何强度和可靠性指标及效益指标。3.4观测的技术要求采用静态同步环观测，其技术要求如下：卫星高度角≥15°；有效观测卫星数≥4；观测时间段长≥45分；数据采样间隔5秒；设站次数≥2。天线高测量，每时间段在测前和测后各量一次仪器高，测至天线边，每次测量3次，3次互差不得超过3mm。取其平均值作为天线高，输入GPS机。为保证成果的可靠性，在开机后查看当天星历预报在最少可见6颗卫星时可以接收。仪器操作按《GPS规范

5、》执行。统一调度开关机时间，各测站记录仪器编号，开机和关机时间天线高测量值如有断电要及时通知其他测站已重新开机计算时间段。4数据处理（1）GPS网的数据处理包括：基线向量的解算及GPS网平差计算。使用专业软件来完成。（2）外业成果检验外业观测成果的质量检核：同步边观测数据的检核，重复观测边的检核，同步环闭合差的检核。本GPS网由于规模小只进行同步环闭合差的检核。5GPS测量精度6地面控制在技术设计中用老应山、911两点后镜GPS联测发现精度不理想后又增加了李咀孜矿煤仓做为检查点，提高了精度。（1）最终平差后，最弱边相对误差1/3万，基线边相对误差1/100万。平差后点位精度最大3.5

6、mm。满足E级GPS点要求。（2）GPS点与红外导线边长测量统计表在测井坐标和联测导线时为了检查GPS点间距使用红外测距仪测了两对GPS控制点的间距。对比结果见附表16新淮副井、风井井口十字线与码头门标定6.1井口十字线标定以八号井楼8-1、8-3、新淮工广333点作为检查条件，当检查角符合煤矿测量工程要求后在333点摆设仪器，利用333点与副井、风井坐标进行反算，标定出副井、风井十字中心并建立井口十字线。十字线标定严格按煤矿测量规程规定进行。标定后的十字线垂直度副井最大误差3.4″、回风井最大误差4″，均小于测量规范小于10″的要求。6.2码头门标定6当立井施工到设计码头门处时，通

7、常采用一井定向拨码头门，但按正常测量定向，时间最少需要10个小时，不但工序复杂，占用井身时间长，安全威胁也大，严重影响正常进尺，耗费大量人力、物力和时间，且精度低。很难保证贯通精度。我们采用陀螺经纬仪定向法，标定码头门中线，此方法的优点是不受时间限制、观测简单效率高、能保证较高的定向精度。（1）井底置两台全站仪，两台全站仪与井中的夹角尽量接近90°，做摆动观测，确定井中。（2）井中确定后，将陀螺全站仪置于井中。本次使用的索佳陀螺全站仪为15″仪器，两测回测