矿山测量技术论文实用13篇

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矿山测量技术论文

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(1)测量仪器的应用。

现在,岩层移动变形检测仪器、全站型仪器、卫星定位技术以及电子经纬仪等,不仅仅应用于测量地面与数据收集上,而且还能够大大提高工作效率以及测量的准确性,从而使得劳动强度大大降低,工作环境不断改善。为能够更好的开发与保护土地与矿产资源等,更好的保护矿区的环境等具有非常重要的作用;

(2)测量技术的应用。

计算机技术、遥感技术、地理信息技术以及卫星空间定位技术等,不单单是整个测绘学科的核心,而且还是整个矿山测量中的重要核心技术,同时这些技术在不断发展的过程中,其理论研究与实际应用也得以不断完善与发展。在当前矿山测量中遥感技术、数字摄影测量、卫星定位技术、机助制图、电子速测仪以及计算机处理技术等都得到了广泛的应用。矿山测量的工作者已经了解到了外业仪器设备智能化、数字化以及自动化的优越性,而对内业数据的处理、输出的一体化、形象化使得信息得以加工与处理,所以对认识资源与改造自然会不断深入,使得现代科学技术对环境保护与资源综合开发的潜力与优势得以充分发挥;

(3)变形观测的应用。

在矿山测量技术学科之中“三下”采矿研究、地表移动规律以及检测是其重要领域,这些研究具备重要的经济效益与社会效益。现在,我国在这上面的研究越来越朝着质复杂、地形复杂条件下发展,因此,对于多技术与多手段的三维空间开展计算机数值模拟、实验室模拟方法研究以及非线性理论等方法研究都予以极大的重视,而且效果显著。

3全面质量管理的探索与实践

3.1全员质量管理的核心内容

3.1.1做好测量人员的思想工作

对矿山测量工作人员开展警示教育工作,定期召开座谈会,对测量事故及其发生原因进行分析讨论,从而使测量人员树立起“质量第一”的思想,质量意识大大提高。

3.1.2测量技术与技术培训

与矿山测量实际工作需要相结合,有计划的组织所有测量工作者学习测量技术,并且交流技术经验,从而使得测量人员的操作技术、业务素质和处理问题的能力不断提高。

3.2全过程质量管理

3.2.1加强外业测量工作

在开展矿山测量工作之前一定要认真的对工具、仪器进行检查与校正,使得检测结果的正确性得以确保。熟悉并检查施工设计图纸,查阅测量资料,在对测量方案开展共同研究之后,施工人员开始下井施测,对工序的各环节进行测量,严格根据《矿山测量规程》的相关规定标准方法进行测量,在测量现场,应该将测量数据记录清楚,不能够存在涂改现象,在测量结束之后,应该对现场记录和计算推导的正确性进行检查,在保证其正确后才能够离开。

3.2.2加强测量内业计算工作

认真的检查与复算原始的记录数据,在矿山观测工作结束之后,应该对外业观测手薄里的计算正确与否进行及时的整理与检查,对检查结果是否符合各项限差要求进行观测,在确定观测结果都与要求相符后,才可以开展计算。要仔细的开展复测复算。在矿山测量工作中,要求绘图人员在计算结果的基础上开展绘图时,一定要根据“对算薄”的最终结果,并且“对算薄”一定要经由相关负责人签字确认之后才可以使用,这就在一定程度上避免了由于资料错误展开绘图而致使绘图出错问题的出现。

3.3全方位质量管理

矿山测量人员因为分工不同、管理层次不同、负责区段与范围不同,因此个作业小组应该增强组织协调,将测量工作做好,还应该把现场工作的质量保证,推广到测量工作与服务工作之中。在矿山测量工作中,都应该对之前测量成果的精确性、可靠性进行检查,根据《矿山测量规程》相关规定决定限差;对工具、仪器定期的进行检核,使得这些器具能够保持良好的状态,对于有问题的工具、仪器,杜绝使用;对设计图纸进行认真检查,在确保其准确无误后,才可以通过对算之后准备测量资料,在对测量方案进行研究之后,施工人员才可以下井施测。测量工序之中的各环节,都应该严格根据《矿山测量规程》中的标准测量方法进行测量,并进行严格把关,及时的对超限资料进行补测及重测。

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1. 井下矿山测量的基本阐述

井下矿山测量的工作环境多处于自然条件较为恶劣的矿区,我国的矿藏资源地理分部极为广阔,且极不均衡,部分矿藏开发区所处的地理环境较为复杂,给矿山测绘带来了较大的工作难度。综合种种的自然和人文因素,矿山测量的作业具有其自身的特征和工艺方法。在井下矿山测量中,通常会遇见无法通视的情形,在更为复杂的环境下,照相也较难有效开展。同时,在仪器设备的使用上,也会出现电磁波传导困难的状况,而陀螺经纬仪在井下定位中能有效的解决这个问题。现阶段,电子激光经纬仪的运用,在斜井施工测量管理和绘图上,不仅有效的提高了速率,还大幅的降低了操作员的劳动强度。当前,地面遥感技术及现代新测绘设备的运用,让井下矿山测量逐步的摆脱了原始的操作方式,不仅更为节省人力和时间,还大大的提高了测绘的精确性。然而,由于某些测量技术,受到自然环境的限制,难以大面积推广,在使用上仍存在着较大的局限性。

井下矿山测绘工作,务必全部遵循我国《测绘法》的规定,即测绘工作人员必须拥有专业的证书,相关的督导和行业主管部门也务必拥有规定以上的资质。当前,根据各个矿山属性的不同,矿山测绘的成果大都是处于“自享”的状态。

2.井下矿山测量控制网的设计

井下矿山测量控制网的主要设计任务,就是保持导线的最远点精度,能使导线的陀螺定向边数计算误差在控制范围内。计算陀螺定向边数,是在可靠性为0.997的条件下进行的,也可理解为是在置信概率或者置信水平为0.997的条件下进行计算的。早在上个世纪70年代,前苏联的矿山测量技术规程就对精度做出了规定,要确保将巷道平面的精度。在我国的矿山测量控制网的设计中,针对陀螺定向边数的计算并没有考虑到系统本身的极端误差。所使用的计算方法会用控制网本身的定向误差,导致点位误差。据实践总结,有时候这个误差 值较大,并可能对导线网的总的点位误差带来较大的影响。

井下矿山测量控制网中,任意的陀螺定向边,其方位角的误差计算方式将受到三个因素的影响。其中,陀螺经纬仪改正数的起始边坐标方位角会存在误差,这个误差值会影响最后的总体结果;另外,地面陀螺方位角也会存在误差;最后是井下定边陀螺方位角的误差。这三个方位角的误差值的平方和,进行开方计算,就得到了整体的系统误差。在测量计算的过程中,前两个因素是陀螺经纬仪改正数的误差,因起始边坐标方位角的误差可能很小,大约在正负2″到正负5″之间,所以可以忽略。测绘期间,陀螺经纬仪的改正数会随着时间的变化而变化,要最终确定这一误差便需要长期的观测。

3.井下矿山测量控制网中陀螺定向边数的计算

3.1 消除陀螺定向边数计算误差的三种方法

第一种方法是在已知的起始边上进行长期的重复观测,确定改正数,在开始之前和结束之后分别观测五次左右,取其平均值;第二种方法是在测绘开始之前观测两次,并在井下确定3、4条定边,再观测两次,一共进行4次观测,取其平均值;第三种方式是在开始之前,进行10天以上的观测,确定改正数,然后在每天的井下定向观测之后再确定一次改正数,将观测期间的所有陀螺定向边数的观测值求其平均数。第三种方式是一种非常复杂且工作量繁重的方法,且对时间的敏感度较差,使用的范围较小。

三种消除误差的方式各有其使用的范围,并各有特点。第一种方式获得的误差值较大,第二种方法获得的误差值最大,第三种方法的误差值最低。在计算陀螺定向边数的时候,第一种方式是最可取的。它不仅能够消除定向误差对测量控制网各部分相互位置的影响,还能解决巷道贯通的问题,其运用范围较为广泛,是一种可以推广使用的方法。

3.2 陀螺定向边数的计算

我们在第一种方式下,分析陀螺定向边数的计算。

首先,控制网的点位误差通过定向误差计算而来,它与待定点的导线长度成正比。

在陀螺经纬仪定向边分段的过程中,导线点位的总误差通过长期的实践观测可以获得。

其中,定向误差所引起的导线点的点位误差( )、边长丈量时偶然误差的影响系数(μ)及系统误差系数(λ)、水平角测角误差( )、导线边数(n)和杯陀螺经纬仪分成的段数(k),都将影响经纬仪导线点位的总误差( )。

其计算公式如下:

在计算陀螺定向边数的时候,可利用反映分段长度变化与到点长度和点位误差关系的曲线图,来简单迅速的确定定向边数。陀螺经纬仪定向边的边数就是如此确定的。在定向误差为正负10″和正负15″之间,绘制出分段长度与导线长度和最远点误差的关系图。我们通过图可以观测到,根据确定的导线距离和最远点的误差,只要误差能控制在曲线2、3之间或者3、4之间,便可以获得导线分段的必要长度,并进一步求得陀螺定向边的边数。

一般情况下,矿山井下控制网的设计过程中,井底的车场起点到导线终点的总长度,关系着未来较长时间的矿藏采挖工作,陀螺定向边数的计算根据第一种控制网的设计方式完成,即可保证测绘工作的可靠性。若是控制网有多个部分,陀螺定向边数将取各个单独部分的数值总和。井下矿山的陀螺定向边数的计算误差应在正负10″和正负15″之间,这也是工程测量工作者在长期的实践经验中,总结而来的。

长期的实践和分析也表明,在井下矿山测量控制网的设计工作中,可靠性在大于等于0.997的范围内,井田的两翼可以长达7公里,若是希望两翼更长,则需要采用控制网的辅助归心,且不宜设计分段长度小于500米的控制网。根据井下矿山的测量控制网的最远点误差和控制网的可靠性,每个导线的长度和绘制的曲线图均可以确定陀螺定向边数。

参考文献:

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教学背景是指有利于学生学习知识和技能的真实教学环境。教学背景是根据职业学科的性质、学生的素质、学生水平及学习方式来确定的。例如,矿山测量综合技能训练项目教学下设五个教学任务:井下导线测量、井下水准测量、罗盘仪导线测量、巷道中线标定、巷道腰线标定。专家建议教学背景需要在矿井井下或防空地道或模拟巷道或模拟矿井里进行。这要根据每个学校具体的教学环境而定,例如,辽宁工贸学校有模拟矿井的教学环境,那么矿山测量综合技能训练项目教学,自然选择校内模拟矿井教学背景。只有在这样真实的教学背景下施教,学生学的知识和技能才有利于学生将来的实际工作,从而达到工作学习一体化的实践效果。如果教师在教室里利用矿井井下巷道挂图进行实训教学,或播放矿井井下模拟测量多媒体课件,很难收到良好的实训效果。

二、实用的教学模式

教学模式是一种结构化的系列程序,用于引导学生的思考或对教学做出反应,以实现特定的学习结果。教学模式是对教学质量有着显著影响的因素,也是进一步选择教学策略、进行课程设计、确定教学素材及设计学习环境的基础。以矿山测量教学为例,在教学实践中,需要根据矿山测量的课改背景、学习目标、学生的接受能力等因素确定教学模式,李战红主编的《矿山测量》教学时应采用模块教学法、项目教学法、任务教学法、理实考评一体化教学模式,即“相关知识+技能训练+项目考评”教学模式。与传统的“前10周学习理论+后10周实训操作”教学模式相比较要实用得多。“相关知识+技能训练+项目考评”教学模式可以简化为“学练教”,笔者称之为“学徒教学模式”,这种教学模式强调边学边练,而不是以往的先理论后实训,消除以往学生对枯燥理论教学的抵触情绪,调动他们在练中学,在练中思考,积极对待学习的热情。另外,现在的中职学生普遍文化水平低,接受能力差,所以采用这种学徒教学模式会提高教学效率。

三、扎实的操作技能

教学技能是教师运用教学工具实现有效学习的基础。教师实施有效教学,很重要的是要有扎实的操作技能。如:进行矿山测量有效教学,教师就要掌握DJ6型光学经纬仪的构造和DJ6型光学经纬仪的读数设备及读数方法;掌握分划尺测微器的读数方法和板玻璃测微器的读数方法;掌握电子经纬仪测角原理,了解电子经纬仪使用常识;掌握全站仪的操作面板上各键盘符号及功能,了解全站仪的主要功能和使用方法,了解激光指向仪及其应用等等。只有教师自身具备较高的教学水平、操作技能,学生才会在教师的教导下学有所得。

四、多样的教学策略

教学策略是为实现某一教学目标而制定的,付诸于教学过程实施的整体方案,包括合理组织教学过程,选择其他的教学方法和材料,制订教师与学生所遵守的教学行为程序。

如:巷道测量教学策略的设计分为六项教学任务。即任务一,巷道平面测量;任务二,巷道高程测量;任务三,罗盘仪测量;任务四,巷道中线标定;任务五,巷道腰线标定;任务六,巷道贯通测量。六项教学任务同时在“相关知识+技能训练+项目考评”教学柜架内进行教学,但是根据各项任务教学知识要点和技能目标的不同,又采取了不同的教学策略。这说明教学框架可以一样,但实施不同的教学任务时,教学策略可以多样。贵在适当,重在实现有效教学。

目前,在中等职业学校矿山测量教学实践中,教师已经运用了一系列多样的教学策略,其中比较有效的策略包括:确定目标、分组学习、强化学习、有效运用教学资源、提供反馈等。

五、良好的教学关系

教学关系指教师对学生的承诺和责任,教师与学生的关系以及教师的角色定位。这一因素是实现有效教学的关键因素。为什么年轻女教师开始教学时常被学生气哭;为什么青春期的学生遇上更年期的教师,常常在教学时发生事端;为什么有的老师自以为讲得很清楚,然而学生就是听不明白。在进行矿山测量教学时,也出现过类似的现象。教学关系紧张的根源就是老师的教学理念不正确、教学中的角色没摆好,教学本领不过硬等。教学关系是贯穿整个教学过程的最基本的一对关系,我们要把师生关系恢复到“人的关系”上来,建立以平等对话为特征的教学关系,这是新课程教学改革的一个重要方向和基本任务。矿山测量教学也是如此,只有这样才能做到中职矿山测量有效教学。

六、科学的教学反馈

教学反馈是指教师根据教学的结果信息反馈反思,对教学实践进行改进,开发新的更有效教学方式的过程。就矿山测量教学来讲,笔者以为,要做好三方面反馈,方能达到有效教学目标。第一方面是课中反馈,指教师边教边学,注意收集学生反馈的信息。如:分组学习活动出现的问题和取得的反馈等,从而及时调整自己讲课的方法和手段,以达到更好的教学效果;第二方面是自我反馈,是指授课教师对所授课程的授后感及达到成果的备忘记录,按此感悟不断完善、改进自己的教学,养成习惯,提高矿山测量有效教学技能;第三方面是他人反馈,是任课教师接受学生、家长、同行、领导对自己的教学评价,采纳合理建议、意见进行教学完善创新。这对任课教师的专业成长非常重要,是有效教学的一种难得的智慧之源。在三方面信息反馈的基础上,任课教师把矿山测量的课改实践经验写成学术性研究论文,是一种更科学有效的教学反馈,对提高有效教学质量和教师发展起到不可估量的作用。

综上所述,有效教学的六大因素,教学时必须综合运用。正如解决某个问题需要多种知识,做成一件东西需要多种技术一样。开创中职矿山测量教学“先学后教,少教多学”,学生要学、会学、乐学的有效教学新局面。

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主办单位:煤炭科学研究总院

出版周期:月刊

出版地址:北京市

种:中文

本:大16开

国际刊号:0253-2336

国内刊号:11-2402/TD

邮发代号:2-831

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1973

期刊收录:

核心期刊:

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中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

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期刊荣誉:

百种重点期刊

中科双百期刊

Caj-cd规范获奖期刊

第二届全国优秀科技期刊

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矿山测量工作是指导和监督矿山安全生产的重要保障,为采矿一线服务及平衡生产方面提供了积极的作用。随着科学技术的不断进步,工程建设项目增加,内容日趋复杂,对矿山井下测量工作的要求也越来越高。因此,提高矿山井下测量工作的技术,增强井下测量技术的免疫性显得格外重要。矿山包括矿井联系测量、井下控制测量、井巷施工测量、井巷贯通测量、矿块施工和采场验收测量、矿区路线测量、采剥工程测量及矿山移动的观测等。其中矿山的井下测量是矿山测量的重要部分,是保证施工安全的重要环节。

二、矿山井下测量的特点

煤矿测量工作是煤矿生产建设的重要环节,也是煤矿企业的重要组成部分。它是煤矿生产建设、改造和编制长远发展规划等技术工作的基础。煤矿井下测量工作的主要工作环节包括以下几个方面:建立地面和井下测量的控制系统,这个系统为各种不同的井下测量工作提供相关的可靠数据,对于地面系统:要根据国家相关文件要求,对地面设施的建设进行相关测量;对于井下系统,在煤矿生产的每一个井下环节,对井下的环节根据国家的规定进行监督;利用测绘资料,解决在煤矿生产中的相关问题,并为煤矿灾害的预防、救护提供有关的测绘资料,建立有关地表、岩层和建筑物变形方面的观测平台,方便分析矿井表面的地形情况,从而完成矿井表面的地籍测量工作。井下的测量工作,是对井下巷道进行测设、标定,收集信息资料就是要测绘各种煤矿井下相关测量图,满足煤矿企业在井下的生产需要;根据矿区的地表状况,设计和修改各类煤柱,完成井下的各种测目标,分析并解决井下工作的相关问题,并且要参与煤矿企业的长久生产发展的工作制定。

三、矿山井下测量的基本工作

井下测量的工作主要是负责巷道施工的据进工程、开拓工程和贯通工程等等。在井巷开拓和采矿工程设计时,在对井下巷道的开挖设计中对巷道的掘进方向、坡度都有明确的规定。巷道施工时的测量工作,就是根据设计要求,将其标定在实地上,其中主要的测量工作就是给出巷道的中线和腰线。中线是巷道在水平面内的方向线,通常标设在巷道顶板上,用于指示巷道的掘进方向。巷道腰线是巷道在竖直面内的方向线,标设在巷道两帮上,用于控制巷道掘进时的坡度。同一矿井的腰线高于轨面设计高程应为一个定值,例如我公司井下三采区轨道、胶带、回风巷腰线距底板(轨面) 1.4 m。巷道施工测量是生产矿井的日常测量工作,它是在井下平面控制测量和高程控制测量的基础上进行的,而且直接与生产(建设)联系。所以在施工测量之前,应该认真、仔细审阅设计图纸,了解巷道的性质和用途,弄清新老巷道的几何关系,以及设计巷道周围的地质条件,水、采空区等情况。必要时,应该用解析法或图解法检查设计要素;然后才能到现场进行标定。在巷道掘进过程中,应及时给出中、腰线,随时检查并填绘矿图。巷道施工测量直接关系着采矿工程的质量,关系到施工人员及矿井的安全,矿山测量人员必须认真、及时、细心地配合施工部门进行工作。

四、井下测量的常见问题及解决办法

4.1 矿山井下测量的环境差,必须做好下井前的准备

矿山井下作业环境差,难度大,必须做好全面的准备:1在风流较大的巷道提前考虑采取挡风措施。我们一般在进行工作时是先关下抽风机。2在测量路线与繁忙的运输线路重合是要申请时间,以免在测量过程中造成临时中断甚至返工或因急躁而出现错误。3、有些巷道由于季节原因都会有很大雾气,对于瞄准目标有很大影响,更影响全站仪测距,经常出现能瞄准目标却无法测出距离的情况。在这样的巷道施测时导线应适当缩短导线边长。如果s短边长后造成测量精度不能满足要求时则要考虑改变测量路线或选择合适的时间段,一般夏季井下巷道空气湿度大,较易形成雾气,秋冬季节巷道较干燥。

4.2 下井前的工具资料要齐全,以避免在作业的过程中影响进度和质量

4.2.1、工具准备

仪器选定后还要对工具包进行检查,记录本、笔、钢尺、垂球、垂子是否齐全。例如平时经过使用经纬仪放线在全站仪时要检查电池电量。在日常仪器过程中发现2C超限、指标差超限、气泡不居中等问题应及时检校。此外还应定期检查仪器的螺丝、旋钮是否牢固、可靠,否则一旦下井后在发现脚架不稳又无合手工具,将会相当麻烦。

4.2.2、资料准备

拨门点与测点距离、挂线方向、起算点方位等。要是需要坐标定向挂线的还要检查起算坐标挂线坐标超全没有,有无遗漏及错误。以上这些虽然都是一些小问题,但是一旦出问题就得上井去取既费工费时又影响施工进度。所以在井下测量工作前由测量小组的每个人根据测量分工清点各自应带的东西,同一个测量地点尽量使用同一个测量原始记录本,这样万一少带数据,也可能从记录本中找出来可用数据,保证测量工作能进行。

4.2.3、井下测点的使用

1、无论前视、后视还是仪器站一定要保证测线可自由下垂,防止出现对点错误。2、防止用错测点:实例在鱼儿山坑口实习期间,在深部负125中段测导线点时。由于巷道喷浆把测点覆盖后,由工人错误的写上。虽然此事未造成后果,但吸取的教训是一定要严格执行规程,在复测检查角的同时也要认真检查距离。以便检核所用导线点得正确与否。同时,每次测量时前视人员应把所用导线点亲自指给给仪器观测者。同样仪器观测者把测点指给后视人员。这样可能避免用错测点,造成不必要的损失。3、观测、记录、资料检校 。由于井下观测条件较差,观测线路上人员、矿车多。在观测时一定不能急躁,读数要清晰,记录要规范像一些数字0、6、9及7、1要写清楚。有些记录人员习惯在第一镜位读完后就提前把第二镜位的大数提前写好,认为这样可以节约时间,殊不知这样容易产生固定思维,在第一镜位读错后无法发现,从而使这一校核手段失去作用。另外在校对记录本时也要细心,独立计算,避免因记录人员已计算数据的影响。后检校人员受前检校人员计算结果的影响产生固定思维也没有检查出来。因此在记录、检查、计算的过程中测量人员要始终保持高度责任心和严、细、实的工作作风。

五、总结

矿山井下测量是矿山地下矿产开采的的重要安全保障,在进行矿山开采的过程中,必须严格执行安全生产的规范,矿山井下测量时执行地下开采的重要基础保障。在矿山开采过程中,井下测量能够指导施工队根据开挖开采图进行施工,是保证安全开挖和节省经济效益的重要保障。

参考文献:

[1] 周立吾,张国立,林家聪. 生产矿井测量. 徐州:中国矿业大学出版社,1989.

[2] 李正中. 测绘工程管理. 北京: 中国华侨出版社,1996.

[3] 李正中. 贯通导线中加测陀螺边的几个问题. 矿山测量,2007

[4] 刘长发.养殖水处理技术的研究进展[J].大连水产学院学报,2005。

[5] 赵萍.悬挂罗盘使用方法及其应用现状[J].化工生产与技术,2006。

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GPS全球定位系统在最近的几年得到了迅速推广,这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。我们先了解一下GPS系统的组成,工作原理以及在矿上测量领域的应用特点。GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当然还应有卫星接收设备。GPS地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。 GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信

号进行导航定位等。在测量领域,随着现代的科学技术的发展,体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为矿山工程测量带来了极大的方便。

二、GPS系统在实际测量工作中的应用

(一)准备工作

收集测区的相关资料,包括测区地形图,现有控制点等级、资料,充分了解测区的交通、通讯、气象等情况。

结合矿区需要和实地情况,以及GPS网布设规范,埋石点位满足一下要求:

①点位周围视野开阔,视场内障碍物的高度角要符合相关规定;

②远离大功率发射源,远离高压线,避免干扰卫星接受效果;

③附近不应有强烈干扰卫星信号的物体,并尽量避开大面积水域;

④交通便利,有利于其他测量手段的展开和联测;

(二)矿山测量GPS网的建立

建立矿山GPS网的目的,主要是建立高精度施工控制网,以便利用这些网点的坐标直接得到并能达到施工所需要的精度要求。在处理GPS网各种数据过程中,首先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,保证了GPS差分的相对定位高精度。而且,在各种坐标转换中,没有涉及到由WGS-84坐标转换为我国参心坐标系的问题,因此不会受到转换参数求定误差的影响。另外该网也没有与国家平面控制网联测,所以,也不会受到地面控制网测量误差的影响,仍然保持原来的GPS差分相对定位的高精度。因此。用这种方法所建立的独立坐标系工程平面控制网,经过一系列的数据处理和坐标转换,是能达到贯通测量和各种施工测量精度要求的。

(三)外业测量

依据国家测绘局1992年颁发的《全球定位系统GPS测量规范》作业。根据矿山GPS网精度要求高、点距短和交通便利等特点,我们将网的各时段采用边联式进行连结,并按照卫星可见情况预报表制定每天最佳观测时间,每个三角形按2个时段进行观测,时段内队每颗卫星连续跟踪时间不得小于5min,观测值采样间隔为15秒,观测时段长确保60min,每站组成的几何图形(PDOP)值为3-5左右,远小于10的规定。

1、外业观测按照设计图逐点逐边循序推进。

2、GPS网主要技术指标

R(平均重复设站率)=3.0,大于规范所规定的2的指标。

平均可靠性指数:K=0.5.

(四)数据处理

外业观测结束后将GPS 中的数据传入计算机中,采用南方公司的软件(包括采集器与计算机通讯软件、基线向量处理软件、网平差及坐标转换软件),及时进行数据处理和质量分析。过程可分为基线解算与检核、GPS 控制网平差计算两个步骤。

(五)高程问题

为了验证GPS测定的高程精度,在测区布设由国家Ⅱ等水准点为起算点的环形水准路线,采用Ⅲ等水准精度进行观测,其中两个水准点与GPS点近井点相重合。其目的是将GPS测得的大地高转换至施工所需要的正常高。转换公式:N=h=H0。

如果知道某点的大地高h和高程异常值N,则可求出正常高H0,因此,们采用了曲面拟合的方法。根据已知点的异常值N和平面坐标(X,Y),用计算的方法拟合出测区的似大地水准面,再用内插求出GPS个点的异常值,以求出各点的正常高。

(六)贯通精度

贯通误差主要是横向误差,而这种误差主要来自近井点横向误差和峒内施工定向边的误差。因此,近井点、定向点和迎头方向,应尽量在一条直线上。近井点与定向点的距离应根据现场情况尽量远一些,可避免横向误差的产生。尤其是峒内曲线部分,由于后视距离短,产生横向误差的可能更大。因此,仪器对中应特别谨慎。

三、总结

GPS测量使我们解决了使用传统测量方法在各个控制点互不通视的条件下无法解决的问题, RTK测量可以用于工程的控制测量是非常有效的新技术。

GPS作业有着极高的精度. 它的作业不受距离限制,非常适合国家大地点破坏严重区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等.

GPS测量可以大大提高工作及成果质量. 它不受人为因素的影响. 整个作业过程由徽电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理、自动平差计算.

RTK技术将彻底改变矿山测量模式。 RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标,它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外砍伐工作量,提高作业效率. 一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上.

GPS高精度测量同高精度的平面测量一样,是GPS测量应用的重要领域. 特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下,往往由于这些地区地形条件的限制,实施常规的几何水准测量有困难, GPS高程测量无凝是一种有效的手段.

参考文献:

1、武汉测绘科技大学《测量学》编写组编著 测绘出版社 1994.8

2、李天河.矿山测量,北京煤炭工业出版社 2004.12

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Keywords: Mine Surveying; problem; measures

中图分类号: TD1文献标识码:B文章编号:

1矿山井下测量常见的问题

矿山企业从事生产要求矿山井下测量工作认真细致,提供的数据准确图纸及时。它对于矿井的开拓、准备、回采巷道的测设,标定任务,其与设计、施工紧密相联,起着非常重要的的作用测量工作中不能疏忽大意,不然的话就会给矿山生产造成巨大的损失。所以,测量工作人员都应当十分的认真和严谨,尽可能的减少由于疏忽而造成的问题。矿山测量工作常出现的问题主要有这几个方面

1. 1由于下井的时候所带工具给线数据不全测量人员常常到了工作地点才发现没有带齐工具或者给线所需的数据没有抄全。这些虽然是一些很小的问题,但是它都会影响到正常的工作。

1. 2就是现场测量时测量人员用错导线点,由于前视人员、后视人员、或仪器操作人员不专注用错了导线点,引起的测量数据错误。通风巷施测导线时,后视者把后视点挂错,上井之后计算导时线,才发现迎头点的方位比施工标定的方位大了2°50′还,以为是施工的时候给错了方向,第二天重新观测了这段导线,发现原来此站的观测角错了,现场仔细找了原因,原来距此后视点前0. 7 m的一架棚子上还有一个以前用的测点,所挂线绳已旧,后视人员到此后不问清楚就把那个以前用的测点挂上,导致导线测量错误。

1. 3井下生产紧张造成观测者测量时读错数观测者是测量工作的关键,一定要细心。但有时由于紧张或身体不适也出现读数的错误。读数经常出现在整数上。如在山东烟台鑫泰黄金矿业有限责任公司沙旺矿区运输巷给拐弯线时,仪器观测者把测量角度多读了1°,导致施工的巷道大了1°,直到复测导线时才发现这个角大了1°,虽然施工距离还不远,及时发现了这一错误,但是也为现场施工带来不应有的损失。

1. 4不良习惯和人员缺少导致导线复测不及时规程规定基本控制导线每300~500 m,采区控制导线每30~100 m必须进行复测,但有时认为距离远点没有问题或者人员不够应付生产以后再测,等复测时,导线误差增大,迎头方位发生很大偏差。

1. 5由于施工现场不给测量时间或者记录者不认真,记录本记录不全在井下作业,由于施工单位不给测量时间,有时测量人员容易急躁,未将测量数据记录完全,如仪器高、战标高、测点的左右帮数、巷道测点处的全高、以及点前数、变断面数据等。特别在施工现场测量最后一站的前视点的高程时,由于急着标定,往往忘记记录新测点的各项数据,上井后,整理资料时,无法推算出最后一个测点的高程。在区队施工过程中,盲目赶进尺,在中腰线标定通知下发的情况下不按照通知执行,这些情况通常表现在高程控制方面,如区队没有严格按照腰线施工,提早或者晚起坡,从而导致了现场与标定通知不符,从而达不到或者超出起坡后的应有高度。施工区队在执行的过程中用坡度规直接在腰线位置开始变坡,导致到位后高程比实际预测高程高了,出现高程控制的错误。

1. 6记录者的素质和习惯导致方位角推算错误由于是井下作业,必须在现场标定施工的中平线。所以记录者要及时进行水平角、倾角的推算和坐标的计算和测量反算。还要推算出本站的方位角、标定水平角、贯通巷道的倾角,现场的中腰线的标定也一定出错。上井后,若不及时检查原始记录本和计算各项标定数据,就不能及时发现测量错误和标定数据的错误,这样会对施工造成更大的损失。甚至会出现贯通事故,误透老巷,造成塌方、水的涌出等重大事故。如在某有限责任公司土堆矿区掘进的+125 m上风补巷通风正眼时,由于记录者不够认真,在现场计算标定中腰线时算错了上山的倾角,造成透点的坐标及贯通的坡度算错,最后致使现场中腰线标定错误。上井后,计算者和对算者又没有对原始记录本认真检查,按照错误的倾角计算出井下的错误坐标。没能及时发现错误,造成井下贯通点比原设计低了2. 4 m,为井下生产带来困难,为企业造成损失。

2针对井下测量常见问题所采取的措施

为了杜绝矿山井下测量工作中的各种失误对井下工程造成的影响及严重的后果,确保井下生产顺利进行,必须加强测量人员的专业业务学习和综合素质的教育。测量人员在井下测量时一定要认真仔细,数据做到两人检查、两人计算。除此之外,还应注意以下几个方面的问题:

(1) 井下进行测量工作前,由测量小组的每个人根据测量分工清点各自应带的东西。检查所带工具的完好,是否缺损。同一个测量地点必须用同一个测量记录本,这样可保证今后使用时能够找到测量的原始记录。

(2) 每次测量时,都要把测点周围的无用的线绳标记毁掉,并把没用的点号及时擦掉,把使用的点号写清楚,以防用错测点。同时,每次测量时前视人员应把所用导线点亲自指给仪器观测者。同样,仪器观测者把测点指给后视人员。这样,可以避免用错测点,造成不必要的损失。

(3) 加强井下测量人员的日常业务学习,提高他们的技术业务水平。要让测量人员在实践中尽量多练习井下测量仪器的整平、对中、读数、瞄准目标、以及给线方法。井下的记录、计算、反算、能及中腰线标定数据的计算等,以及给完线后如何校对所给线的正确与否。上井后及时计算井下的测量数据,发现问题及时下井更正。

(4) 严格按规程作业,及时复测井下各类导线。现在井下采用的测量方法一般都是重叠测量。即在本次测量中,要对上次测量的结果进行复测。同时,下一次的测量对本次的测量进行复测。若检查角不符合规程要求,应退回上一站进行重测,直到符合规程要求为止。按规程每30~100米测量一次导线。这样,即使出现错误,也可及时发现,减少损失。

(5) 测量人员一定要要积极与区队保持联系,经常深入现场检查腰线的使用情况,以此来确保区队能够严格按照标注的中腰线施工。同时,为了避免使用方法不同造成的错误,区队与测量组一定要同一腰线标定方法。特别是在开门口挂线及腰线通知单下发之后的几天中,要特别注意,尽量不要让问题出现。

(6) 仪器观测者和记录者要相互提醒,在离开现场前,应检查各种记录是否齐全,不要急着离开工作现场,以免导致记录不全,给内业计算工作造成麻烦。

(7) 在进行最后的标定时,仪器观测者和记录者要互换工作。仪器观测者应重新严格地对测量资料进行检查,确保无误可进行标定。若发现标定方位与实际巷道方位不一致时,应再次检查记录、方位,确定无误后方可继续标定。同时,上井后应及时检查原始记录本、计算坐标,最好上井后立即完成以上计算,如发现有误,要立即下井进行改正,以防造成不必要地损失。

3结论

多年来的矿山测量实践经验证明,要搞好井下测量工作,杜绝各类测量事故,减少因测量工作给生产造成的损失,要求测量人员既要技术过硬、全面,又要仔细认真,想到每天、每一项测量工作的所需要的测量工具、数据,需要提供的资料等。一定要做到准确周全,不能有半点疏忽。

参考文献:

[1]梁斌等.矿山测量常见问题浅析及预防措施[J].煤矿

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[2]解希臣等.严细深全抓管理做好矿山测量工作[J].山

东煤炭科技, 2005(4).

作者简介:姜维(1976-),男,1998年7月毕业于湖北黄石高

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Key words: RTK; Poding line; slope of the bottom line; plane line

中图分类号:TD176文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)03-0020-02

0前言

露天矿采剥场验收测量的主要任务是:1)及时、全面地测量采剥进度并绘制成图。2)按区域、阶段平盘、工程项目、电铲号等计算实际采剥工程量。3)在验收测量图纸上量取实际工程技术指标,如工作线长度,阶段平盘宽度、采剥进度、采宽、采高、工作帮坡度、设计高程等。

这三项任务的重点是“绘图”,即绘制采剥工程平(断)面图。有了这些图,就能完成第(2)、第(3)项任务。同时图的精度好坏直接影响第(2)、第(3)项任务的完成的好坏。因此,搞好采剥场验收测量是露天矿开采的重中之重。

当前,露天矿的验收测量主要采用以下几种方法:阜新露天矿采用经纬仪和光电测距仪的联合进行验收测量;神华准格尔能源黑代沟露天矿采用全站仪进行验收测量;山西平朔煤矿采用三维激光扫描技术进行验收测量;霍林河煤矿采用RTK进行验收测量。

现在,GPS测量技术己被绝大多数测量单位所采用。在矿区地质测绘中,采用GPS静态测量技术施测首级控制,采用实时动态测量技术(Real Time Kinematic,简称RTK)施测图根点和地形点,无线电干扰源少,精度高,速度快,不受通视条件限制,作业人员劳动强度降低,效率大大提高.可取得事半功倍的效果。

1露天矿采剥场验收测量概述

露天矿在剥离、采矿工作中,必须及时地测量采、剥工作面的位置,验收采剥工作面规格质量,计算岩土的剥离量和矿物的采出量。这些测量工作,统称采剥场验收测量。

图1-1采剥场平面图

Fig5-1A stripping Plans

图1-1B采剥场剖面图

Fig1-1B stripping market profiles

1.1采剥场验收测量主要对象

采剥阶段的段肩、段脚、平盘(或称工作面)是采剥场验收测量主要对象(如图1所示)。

图1-2工作面剖面图

Fig1-2 Face profile

这些对象都是空间直线和平面,要将它们反映到图纸上,需要按一定密度采集碎部点,特征位置必须采集。

1碎部点分类

(1)坡顶点反映采场阶段段肩的点位称坡顶点。

(2)坡底点反映采场阶段段脚的点位称坡底点。

(3)平面点:反映采场平盘表面现状的点位称平面点。

(4)地质点:反映地质构造及煤岩交界线的点位称地质点。

(5)机械位置点:反映验收时主要机械所处位置的点称机械位置点。

2反映主要对象的点和线

(1)坡顶线:同阶段的坡顶点顺次连成的线称坡顶线。

(2)坡底线:同阶段的坡底点顺次连成的线称坡底线。

(3)平面线:同平盘的平面点按一走的走向连成的线称平面线。

(4)尖点同阶段中坡顶线与坡底线交点称尖点。

(5)并掌点:不同阶段的坡顶线与坡底线交点称并掌点。

上面的点和线的作用与地形图中碎步点和等高线作用一样,将采剥场现状按一定精度用图的形式反映出来。它们是采剥场验收测量平面图主要要素。

2采剥场验收测量平面图

外业采集的碎步点展绘到图上后,按其性质连线,采场各阶段坡顶点、坡底点、平面点、地质点、坡顶线、坡底线、平面线、等高线机械位置点等要素的集合,经编辑分幅整饰形成采剥场验收测量平面图(如图3所示)。

图1-3霍林河金山矿某采场验收测量平面图

Figure 1-3 Chinshan Huolinhe stope ore acceptance of a measurement plan

3碎部点的测量

用RTK进行地形测图碎部测量可以不进行图根控制而直接根据分布在测区的一些基点进行各碎部点的测量。安置好基准站并输入必要已知数据(基点坐标、参考点坐标等)后即可进行碎部测量。

3.1作业依据和设备

1作业依据

作业依据主要:(1)有国家测绘局1992年6月8日《全球定位系统(CPS)测量规范》,(2)中华人民共和国能源部1989年1月制定《煤矿测量规程》, (3)项目合同书中有关的特殊要求。

2采用的仪器设备

采用的仪器设备有:美国天宝仪器公司生产的Trimb1e5700RTK基准站双频接收机1台,Trimb1e5700RTK流动双频接收机2台,绘图软件(辽宁工程技术大学与霍林河露天煤业股份公司联合开发)一套,台式电脑1台及相关通讯设备GPS接收机在作业前均通过检测,性能和精度均达到技术要求。

3.2外业数据采集

1基准站架设

基准站架设在便于安置接受设备,视野开阔,远离大功率无线电发射源和高

压输电线路,附近不得有强烈十扰接受卫星信号的物体等部位。还要考虑基准站电台的功率和覆盖能力,尽量布设在相对较高的位置,以获得最大的数据通讯有效半径。

2基准站设置

在己知点上架设好GPS接收机和天线,连好连接线,打开接收机,输入基准站的WGS- 84系坐标或北京54系坐标及天线高。待电台指示灯显示发射通讯信号,流动站即可工作。基准站接收机接收到卫星信号后,有卫星星历和测站己知坐标计算出测站至卫星的距离p真距,用观测量p伪距与计算值比较,得到伪距差分改正数 伪距差分改正数和载波相位测量数据,经数据传输发射电台发送给流动站,一个基准站提供的差分改正数可供数个流动站使用。

3流动站工作

通过手簿建立项目,对流动站参数进行设置,该参数必须与基准站及电台相匹配,然后用至少4个己知点坐标进行点校正。流动站在接收到GPS卫星信号同时,也接收到基准站数据通讯电台发来伪距差分改正,数和载波相位测量数据,这个过程所需时间一分钟左右,流动站只要接收到5颗卫星和基准站信息,即可在短时间内获取所测点位三维坐标。

4经点校正工作

流动站接收机可以实时得到所测点在当地坐标系下三维坐标。测量人员在能反映采剥场验收测量主要对象的点(点间隔25m )上立测杆,输入点编码,保存数据,一个点位数据就采集完毕。

4验收量计算

验收量(采剥工程量)计算,可采用垂直断面法或水平断面法。下面具体介绍水平断面法算量。

图5-1为水平断面法计算验收量的示意图,A1B1C1D1和A2B2C2D2分别为上期末和本期末的采剥终止线。设上平盘A1A2B1B2和下平盘C1C2D2D1的面积分别为和,上下平盘之间的平均高差为。则该采剥体的体积为:

式中,、可用求积仪根据平面图求得,应根据平盘上各测点的平均高程求得。验收量即可求得。

图5-1为水平断面法

Fig5-1 for the level of cross-section

method

5 RTK内业处理

5.1RTK数据下载

将外业采集数据通过Trimb1e Gecmatics Office软件导入计算机。为了实现RTK坐标数据与绘图软件展点数据格式统一,进行如下处理:

1)应用Trimb1e Gecmatics Office软件进行输出数据格式自定义,具体格式是“点号,代码,东坐标,北坐标,高程”。

2)用Trimb1e Gecmatics Office软件实现与RTK测量手薄连接,把数据下载到计算机。

3)进行数据输出,通过编辑将数据存为*. dat格式(绘图软件要求格式),实现RTK数据和绘图软件数据格式统一,为内业成图做好准备。

5.2绘制算量平面图

用绘图软件打开上月算量平面图,启用展点命令,将上述数据文件的点位展到图上,连线、编辑成图,完成平面图绘制。

图5-2霍林河金山矿5月算量平面图

Fig5-2ChinshanHuolinhe Quantity mine plan in May

启用“选择采区边界多边形”命令,从算量平面图上选择一个范围线,作为剖面的范围,即实际算量范围。

启用“作剖面线”命令,在算量平面图上,建立相应间隔剖面线,并形成本月与上月在该剖面线上的叠加剖面,经编辑后,自动计算出该剖面两月间的面积。

启用“计算采区煤岩量”命令,自动计算剥离量。

6精度分析

《煤矿测量规程》规定在相邻两测站上进行经纬仪视距测量时,必须有1―2个测量校核点。两测站上测得同一校核点的点位偏差,在图上不得大于士1.5mm,按1: 500比例尺算量平面图换算成实地点位误差为75cm;高程之差不得大于士0.3m。RTK测点的点位中误差为士1.5cm―士2 cm,高程中误差士3cm,大大满足露天矿采剥场验收测量要求。RTK测点的点位中误差是相对露天矿首级控制点误差传递较小。RTK技术不需通视条件,可以由首级控制点直接到碎部点测量,摈弃传统的逐级控制原则,降低误差累积传递。

7结论

通过利用RTK技术对露天矿采剥场验收测量实践,得出如下结论:

1作业效率高

流动站在每个碎部上的观测时间仅5s左右,一般条件下,一台流动站一个工作日可以采集250―300个数据。用传统的测图方法击要20―30天的工作,用RTK技术仅用5天时间就可完成。

2人员少

RTK流动站仅需一人操作,基准站在设置好后自动运行,无需人员中间操作,缓解当前测量技术人员短缺局面。

3测量精度高

测量精度达到厘米级,完全满足露天矿采剥场验收测量要求,传统方法无法与之匹配。

4点位精度分布较均匀

每个点的误差均为随机产生,不会像传统测量一样产生误差积累,成果可靠。

5节省费用

用RTK技术进行测量,不需要布设工作控制点甚至首级控制点也不需太多,原先矿坑外沿至少有5―8个首级控制点(点位上需架设钢标),现有2--3个首级控制点足够,还不需要架设钢标,节省大量人力物力。

参考文献

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[10]Spatial analysis for underground pipeline network information system,国际矿山测量大会第12次会议论文,中国阜新,2004.9,SCI收录

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引言:随着社会经济与科学技术的迅速发展,工程建设项目的规模也变得日益庞大,再加上工程测绘大多需要在艰苦的野外环境下进行,传统的测绘由于需要操作人员长驻守在测绘地点以保证测绘的准确性,已经无法满足工程测量的需要,而现代测绘技术的出现对于解决传统工程测量的难题有重要的意义,开始在工程测量中得到广泛的应用。

一、工程测量

所谓在工程测量,是指工程建设在规划设计、经营管理、施工等阶段所进行的测量工作。工程测量在工程建设各个阶段的主要任务不同:在规划设计阶段,要提供可靠完整的地形资料;在施工阶段,要按规定精度进行定线放样;在经营管理阶段,要进行建筑物的变形观测以判断它们的稳定性,保证工程质量和安全使用,同时也验证设计理论和施工方法的正确性。

二、现代测绘技术概况

所谓的测绘,是以计算机技术、信息科学、空间科学、光电技术、网络通讯技术为基础,以GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)、RS(遥感)为技术核心,将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息,在工程建设的规划设计中有重要的作用。

(一)全球定位系统(GPS)

全球定位系统(GPS)是上世纪70年代由美国开始研制,在1994年全面建成,它利用导航卫星进行测时和测距,是新一代卫星导航与定位系统,可以在海、陆、空进行全方位实时定位与三维导航。伴随着全球定位系统的不断改进、软硬件的日益完善,GPS的应用领域正在不断的拓展,目前,各种类型的GPS接收机体积越来越小,重量也越来越轻,更便于野外观测,具有使用简单、测量时间短等优点,引起了传统测绘观念重大变革,目前已成为大地测量的主要技术手段,也是最具潜力全能型技术。

(二)遥感(RS)

遥感技术包括航空遥感和卫星遥感,航空遥感主要用于地形图测绘,已在实践中得到了广泛的应用,卫星遥感则主要用在测图上,并且目前仍在研究之中但也已经取得了一些重大的成果,特别是基于遥感资料建立数字地面模型方面获得了较多的应用。1972年第一颗地球资源卫星发射,从那以后,法国、美国、日本、俄罗斯、中国、印度等国家都相继发射了对地观测卫星。当前遥感获取技术已从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率;从可见光发展到红外、微波;从单波段发展到多波段、多角度、多极化;从空间维扩展到了时空维。遥感技术在测量中主要是通过波谱产生的响应不同的来识别不同的物体,是利用集合形态的物体的位置指标和物力性质等来进行分析,进而实现对物体形态的测绘。

(三)地理信息技术(GIS)

作为多个学科、多种技术交叉融合的产物,地理信息技术起源于20世纪60年代美国和加拿大的学者在土地和交通方面的地理信息研究,从诞生至今仅仅只有40多年的历史,但作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其应用和发展对测绘科学有重要的发展作用和意义,已成为现代测绘技术的重大技术支撑。GSI技术在工程测量上的作用主要提使供空间形态的数据检测,对于目标工程地地形状态等方面的测量有着显著的效果。

(四)数字摄影技术

数字摄影是将通过高精度摄像机与测量仪对观测目标进行摄影,并能够将影像实时发送至操作终端的技术。数字摄影的起源可以追溯到上世纪60年代末,当时贝尔实验室为了研究存储计算机数据,却意外使“电荷对联设备”(CCD)的微电子元件诞生了。但是,真正用CCD来记录静态影像的数码相机则是20世纪80年代的日本索尼公司的不用感光胶片的电子静态照相机――MAWEICA,它采用电子磁性记录的方式记录影像,一般被认为是今天数码相机的雏形;世界真正意义上的第一台数码相机是由柯达公司于1991年研制的。随着科技的发展,数字摄影技术能够在不与测量目标相接触的情况下对目标进行检测,并得出其三维数据。三维数据通过软件能够转化为目标物体的形象,进而生成物体表面模型。从而促使数字摄影技术进入到飞速发展的阶段。

三、测绘技术在现代工程测量中的应用

测绘技术在工程测量中主要是用于研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法,进而为工程建设提供准确的大比例尺地图和测量数据,保证工程选址的合理性,同时也在工程运营阶段对工程进行沉降监测和形变观测以保证工程运行正常。

(一)测量技术在矿山测量中的应用

在矿山测量中,遥感技术已经有较长的使用时间,同时也积累了丰富的经验。首先应用遥感资料,能获取矿区实时、动态、综合的信息源,实现对矿区环境的监测,从而为矿区的环境保护提供决策支持;其次,遥感资料可以用于找矿、进行矿区地质条件和煤层顶底板研究,以上这些表明遥感技术对于矿山测量任务的完成具有重要意义。在GPS技术方面,主要利用其对矿区进行矿区控制网建立或复测、改造、地表移动监测、水文观测孔高程监测等,在矿山测量工作的地面部分GPS技术已成为一项重要支撑技术。

(二)测量技术在水利工程中的应用

遥在水利工程测量上,遥感技术能够实时地对湖泊后和大江大河的水位进行监测,从而确定洪水灾害面积。RS和GIS结合在一起使用能够多洪水淹没范围和干旱灾情范围进行及早的预报,从而为防灾、抗灾提供准确的信息,减轻水旱灾害的危害。而在水利枢纽工程竣工后,需要对水库大坝、大型桥梁等进行连持续细致精密的监测,这时现代测绘技术就可以应用其中,成为实时的安全运行监控手段。此外,将数字测图技术或全数字摄影测量建立的数字地面模型和GIS的分析决策功能相结合,可以更加便捷、迅速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等作,为合理利用和开发水资源提供科学的依据。

(三)测量技术在地籍测量中的应用

当前,在经济迅速发展和城镇化不断推进的背景下,全国各地的城镇地籍测量工作已经全面展开,而小城镇建设速度的加快,使得各地对地籍图的需求量也在快速增加,测量地籍的主要是为了建立全国土地管理信息系统,从而对城镇土地的面积、属性、经济价值等有比较清晰的认识,更好的开展城市建设工作。同传统的测绘技术相比,数字化测绘技术具有明显的优越性,体现在技术含量更高、测绘产品更多样化、应用范围更广泛、维护更方便、使用更便捷等,因此随着高新测绘技术的较快发展,数字化测绘技术也得到了广泛的应用。

四、结语

从上述分析可以看出,测绘技术在现代工程测量具有举重轻重的地位,而随着现代测绘技术朝着自动化、实时化、数字化的发展,其在工程测量中会发挥着越来越重要的作用,因此我们的测绘工作者必须与时俱进,不断学习新方法、新理论、新知识,更新观念,提高创新意识和能以,使得测绘技术在工程测量中得到更加广泛的运用,提高工程测量的效率与质量。

参考文献

[1]吴洪平,麦俊义. 测绘技术在现代工程测量中的应用[J].科技与企业. 2012.

[2]李明. 浅谈现代测绘技术在工程测量中的应用与改进措施[J].中国西部科技.201O.

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1.学科地位和研究应用领域

1.1学科定义

工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中) 中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。

1.2学科地位

测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强, 学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分:大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量);工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量);航空摄影测量与遥感学;地图制图学;不动产地籍与土地整理。

1.3研究应用领域

目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3 维工业测量等, 几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。工程测量学主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。

2.工程测量质量控制方法的分析与实践

影响工程测量施工质量的因素分析,与土建及安装施工相比,工程测量施工有其自身的特点。

首先,测量施工质量的好坏,与测量施工人员的技术水平直接相关,测量仪器操作人员的操作水平将直接影响测量成果的精度。其次,测量施工方案的确定,对测量定位精度及测量施工进度具有决定性的影响。在施工控制网及微型控制网的测设过程中,控制网的图形结构及控制点方向联测数目、方向观测的测回数等对控制网的精度及可靠性均有重要影响,但并非观测测回、联测方向的数量越多越好,技术人员对此应予以综合考虑。第三、测量施工质量的好坏,还直接受现场作业环境的影响,如现场通视条件不良、施工过程中的机械震动、焊接作业及风雨天气等都将直接影响测角及测距精度。第四、测量仪器精度及各种仪器误差也会对测量结果带来不利影响。第五、混凝土楼地面受温度影响而产生的伸缩变形,将对布设于其上的测量基准点带来不利影响,在精密工程测量过程中,对此必须给予考虑。在二期工程建设过程中,测量监理工程师根据测量施工的特点,紧紧抓住影响测量施工质量的人(测量技术人员)、机(测量设备)、法(施工测量的方法或方案)、环(测量作业环境)四大关键因素,以事前控制为主,分阶段逐项控制,最终取得了良好效果。。

3.平面控制网的施测

3.1控制网的施测

根据具体工程的平面形状, 依据建设单位提供的平面控制网,采用测试仪器将控制坐标点引测到施工现场埋设对应的控制坐标点。控制坐标点施测过程中必须往返复测, 将测量误差控制在允许范围内。控制坐标点采用常用的埋设钢板控制标桩顶面刻画十字线予以保存。在本项目的施工中,其控制网设置包括建筑物平面控制网的设置及竖向传递: 根据本工程特点工程上部分平面控制采用内控法进行轴线投测。平面控制点埋设在底层室内地面上。根据本工程结构特点,结构部分每一个施工分区设置三个控制点,使其连线组成一直角三角形(以方便闭合校核)。一层结构平面砼浇筑时,根据事先确定预留控制点方案,预埋100*100*6mm 钢板。施工完毕,进行平面设置放样,由测量人员负责将各控制点分别投测到预埋铁件上,经闭合校核无误后用钢针刻划十字定点,线宽0.20mm,并在交点上打样冲眼,以便长期保存。所布设的平面控制网应定期进行复测、校验。。进行楼面结构施工时,在垂直对应控制点的位置上,预留150*150孔洞,以便轴线向上投测。

3.2测量精度的控制

如何正确建立施工平面控制网, 直接关系到工程施工的进度与工程质量。工程类型不同,其建网的手段与方式也不同。但无论怎样,网点是被直接或间接地用来指导施工的, 因而在建网时必须充分考虑各方面因素,使所建控制网无论是在主要技术指标上,还是在涉及到的直接或间接工效上,相对都是比较优越的。

对于一个具体的工程项目,其涉及的工程对象方方面面,各自的限差要求不一,在建网时必须充分分析各项建筑限差,确认与测量具有直接关系的最高建筑限差,并结合放样预测的条件、方法等,确定拟建控制网点、边或方向等应达到的精度,再依拟采用的“规范”来确定网的等级。

每一项工程,在放线施工之前要建立平面控制网,核对设计图纸和红线图所提供的坐标关系是否衔接完善, 要核对设计的建筑物,一不能超出用地红线范围;二设计坐标是否准确无误;三坐标基点及标高起算点的稳固与准确性的确立文件是否完善, 认定之后对测量控制网所达精度进行审定。

3.3施工时的标高传递

施工中的标高测量是以三等水准点为依据施测, 根据该工程高度确定出标高测量的允许偏差为:每层轴线偏差不能超过5mm,层间标高测量偏差不能超过5mm,建筑物全高测量偏差不能超过30mm。

在高程传递时,仪器应尽量安置在前、后视距相等的地方,可减少仪器的系统误差。使用的长钢尺应经过检定,垂吊的钢尺尺身应铅垂, 中间不应接触其他物体,并用标准(检定时的拉力)拉力,计算高差时进行尺长改正和温度改正。要严格控制各层的标高,注意各层的高差不应超限,以免误差累积使建筑物总高度超限,前一层的施工误差,必须在下一层施工时对层高进行适当的误差调整。

为保证竣工时和各层标高的准确性, 应请建设单位和设计单位明确,在测定水平线和基础施工时,待地基开挖后的回弹与整个建筑物在施工期间的下沉影响, 是否在基础施工中将总下沉量在基础垫层的设计标高中预留出来。

3.4高程控制点的施测

通常,对于高程控制的测试,应根据建设单位提供的水准点基点,在施工场地附近布置三等水准网, 施测时按三等水准测量精度要求进行。布设的水准点距离建筑物不小于25m,距护坡不小于15m,水准测量闭合差要小于规定要求,水准测量成果要经过平差和精度评定,经建设单位复核验收后方可使用。

3.5施工过程的沉降观测

在具体工程的沉降观测中,应在附近设立相应的基准点,先用等水准测出其基准点的标高, 在大楼的重要位置也要设置一定的沉降观测固定点,自首层起至顶层止,每层测量1 次,每次观测均联测起算于基准点,所有测量的精度均小于规范要求。。

4.结语

工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用,是综合性的应用测绘科学与技术,要求计算理论严密,测量方法严密。

参考文献

[1]秦长利. 工程测量在信息化测绘战略跨越中的拓展[J]. 工程勘察, 2009, (12) .

[2]朱建军,宋迎春. 现代测量平差与数据处理理论的进展[J]. 工程勘察, 2009, (12) .

篇11

GPS RTK技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它由GPS接收设备、数据传输系统和内嵌软件构成,是一种全新的GPS定位测量方式,是GPS应用的重大里程碑。其工作原理是将一台接收机置于基准站上,另一台或几台接收机置于流动站上,通过差分处理求解载波相位的整周模糊度,实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位坐标。GPS RTK技术改变了传统的测量模式,能够实时地完成厘米级定位精度和不通视情况下远距离测量坐标,且没有累积误差,测量精度较高。优点为工作模式简单,需要不多的测量人员,定位速度快,操作简便,综合效益高等。地质矿产勘查测量是进行地质矿产建设的前提,其测量精度的高低、工作效率的快慢均对后续的矿产勘查工作带来不小的影响。传统的测绘技术,外业工作量极大,效率较低,且精度有时不能得到满足。鉴于GPS RTK技术在各方面的优越性,其在地质矿产勘查测量工作中得到了广泛的应用,主要表现在矿区控制点加密、地形测量、地质剖面测量、钻孔、探槽等测量。

1 GPS-RTK简介

1.1 GPS-RTK原理

GPS-RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,是GPS测量技术中的一个新突破,可在野外获取点位厘米级的水平精度。其基本思想是:在基准站上设置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地观测,并将其观测数据通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。

1.2 GPS-RTK优点

(1)测量过程直观透明,可实时动态显示测量成果。能够及时查看坐标定位,并使三维实时动态放样、快速成图等问题得以解决。

(2)观测时间短。在观测条件良好时,可在2s~5s内求得高精度的测点三维坐标

(3)全天候作业。只要在测点能够接收到4颗GPS卫星信号,则在任何时间连续地进行作业。

(4)操作简便,自动化程度高,大幅度减少劳动工作量。GPS-RTK测量已基本实现了智能化,观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高,打开电源即可进行自动观测。

(5)观测站之间无需通视,适应各种地形。各站之间是相互独立的观测值,误差不会积累传播。

1.3 GPS-RTK数据处理

根据精度要求和实际情况、软件的功能和精度,分析下载的数据,查看是否各测回值满足要求,收敛误差满足要求等,点属性是否齐全。当一个点或一组点成果经检查达不到设计要求时,必须进行重测或补测。重、补测应按原设计方法、精度要求进行。对多测回数据求平均值后,编辑成一定格式,或制作表格直接输出,或制成GIS数据源产品,提供GIS数据库使用。

2 GPS-RTK测量在地质工程测量中的应用

由于GPS RTK测量具有精度高、效率高的优点,其在地质勘探工程可以完成多项工作。

2.1 控制测量

目前,GPS定位技术被广泛应用于建立各种级别、不同用途的GPS控制网。在这些方面,GPS定位技术已基本上取代了常规的控制测量方法,成为了主要手段。与常规的方法相比,GPS在布设控制网方面具有测量精度高、选点灵活、不需要造标、费用低、全天候作业、观测时间短、观测和数据处理全自动化等特点。

2.2 野外大比例尺数字化地形图测量

地质勘探工程所用图大多是1∶2000或1∶1000地形图。用传统方法测图,工作量大,速度慢,花费时间多;用RTK测绘,具有采集速度快,精度高的优点,大大降低了测图的难度,省时又省力。

2.3 野外剖面测量

地质人员在大比例尺地形图上标出地质勘探剖面后,测量员利用RTK测量就能很方便地实测并绘制出本条剖面图,且精度较高。

2.4 勘探工程放样测量

采用RTK测量技术进行放样,只需将所要放样的坐标输入RTK手簿中,系统就会定出放样的点位。

3 GPS-RTK的不足及解决办法

(1)在山区和树林较密地方使用RTK作业,有其局限性,主要表现在收不到基站信号或者时有时无、数据初始化慢且易丢失、测量用时较长。对于这种情况,主要解决的办法:①要选好基站,要开阔,功率开到最大,电台天线尽可能架高。②把移动站天线尽可能架高③架双基站工作④联合全站仪作业。

(2)天空环境影响。白天中午,受电离层干扰大,共用卫星数少,常接收不到5颗卫星,因而初始化时间长甚至不能初始化,也就无法进行测量,可见选择作业时段的重要性。

(3)数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题。RTK数据链传输易受到高大山体和各种高频信号源的干扰,在传输过程中衰减严重,严重影响外业精度和作业半径。另外,当RTK作业半径超过一定距离(一般为几公里,每种机型在不同的环境又各不相同)时,测量结果误差超限,所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小很多,工程实践和专门研究都证明了这一点。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。

(4)初始化能力和所需时间问题。在山区、林区等地作业时,RTK卫星信号容易被阻挡、容易造成失锁,采用RTK作业时有时经常需要重新初始化。这样测量的精度和效率都受影响。解决这类问题的办法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。

(5)高程异常问题。RTK作业模式要求高程的转换必须精确,但我国现有的高程异常图在有些地区,尤其是山区,存在较大误差,在有些地区还是空白,这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相当困难,精度也不均匀。

(6)电池电量的影响。RTK耗电量比较大,电池容量小,作业时间不长久。有些条件困难地区,用电紧张,作业时间长了,就会导致没电可用。而且电池电量不足,还会影响到RTK的发射、接收信号,导致作业效率低,成果精度不高。解决这类问题就是选择可以外接电源的仪器,用电瓶代替普通的电池。

4 结语

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0引言

自2 l世纪以来,以信息技术为代表的技术革命迅速发展,而数字化更是成为信息的表现形式,1999年召开的首届“国际数字地球”大会上又提出了“数字矿山”(Digital Mine,DM)的概念后,“数字矿山”在矿业中发挥出越来越大的作用,是矿业发展的目标和方向。而构建数字矿山,以信息化、自动化和智能化带动采矿业的改造与发展,开创安全、高效、绿色可持续的矿业发展新模式,是我国矿业生存与发展的必由之路。

1数字矿山的概念

1.1 数字矿山的概念

数字矿山就是指在矿山范围内建立一个以三维坐标为主线,将矿山信息构建成一个矿山信息模型,描述矿山中每一点的全部信息。按三维坐标组织、存储起来,并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段,使有关人员都可以快速准确、充分和完整地了解及利用矿山各方面的信息。

2、数字矿山的研究现状

2.2 国内数字矿山的研究现状

美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在数字矿山方面的研究起步较早。2001年,中国矿业联合会组织召开了首届国际矿业博览会,其中包括一个以“数字矿山”为主题的分组会。2002年,以“数字矿山战略及未来发展”为主题的中国科协第86次青年科学家论坛召开,2006年,煤炭工业技术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆乌鲁木齐召开了“数字化矿山技术研讨会”。20世纪末以来,国家主要科研资助机构和相关行业部门相继立项支持了一批数字矿山课题。包括2000年开始的一项国家自然基金课题、2006年开始的一项863课题和一项“十一五”支撑课题等。2000年以来,国内多所高校、科研院所、企事业单位相继设立了与数字矿山有关的研究所、研究中心、实验室,主要有:2000年设立于中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院的“3S与沉陷工程研究所”、2005年设立于中南大学资源与安全工程学院的“数字矿山实验室”、2007年设立于东北大学资源与土木工程学院的“3S与数字矿山研究所”和2007年设立于中国矿业大学(徐州)计算机科学与技术学院的“矿山数字化教育部工程研究中心”等。山东新汶矿业集团泰山能源股份有限公司翟镇煤矿是我国第一座数字矿山,与北京大学遥感与地理信息系统研究所合作,在国内首开数字化矿井技术应用之先河。此外,中国矿业大学等单位相继开展了采矿机器人、矿山地理信息系统、三维地学模拟、矿山虚拟现实、矿山定位等方面的技术开发与应用。

3.数字矿山的技术分析

3.1“3S”技术

GPS主要用于实时、快速提供目标、各类传感器和运载平台(车、船、飞机、卫星等)的空间位置;RS用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面的各种变化,及时地对GIS的空间数据进行更新;GIS则是对多种来源的时空数据综合处理、动态存贮、集成管理、分析加工,作为新的集成系统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。以GIS为核心的“3S”集成是当前空间技术发展的重要方向,这主要是在空间数据处理中的GIS、RS、GPS既各有特色,有存在着密切的联系。在解决实际问题中常常要3个系统联合使用,用RS技术来获取信息,再由GPS进行定位及导航GIS负责最后的处理,并提供各种图形,提出决策实施方案。免费论文。所以3S集成系统的研究已越来越被人们所关注。免费论文。

3.2可视化技术

3.2.1可视化建立的必要性

可视化模型是数字矿山建设的基础,只有完全掌握了矿床及井下开采环境情况,才能够为数字矿山的建设提供基础平台,数字矿山建设后续的通讯系统、生产调度及人员设备定位、生产过程安全监控与预警系统、生产过程虚拟现实系统都需要以此为基础平台进行设计开发和系统运行。

3.2.2可视化的建立方法

可视化建模采用TIN(不规则三角网)技术产生数字地形表面模型和地质体(包括床体、岩层及断层)实体线框模型,同时采用变块技术建立矿床资源评价块段模型。最终采用地质统计学方法对块段模型进行估值,得出既有结构性又具有随机性的复杂地质体的空间分布及品位和开采环境综合评价技术成果,并在此基础上进行开采方案优化与设计。

3.3虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术

3.3.1虚拟现实技术的概念

指利用人工智能、计算机图形学、人机接口、多媒体、计算机网络及电子、机械、视听等高新技术,模拟人在特定环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术。免费论文。VR 在许多工程领域和基础研究方面已经得到较为广泛的应用,在国外矿业领域的研究起步比较早,出现了一些2.5维的虚拟矿山系统。通过对虚拟矿山实体进行操纵,可以构造出逼真的三维、动态、可交互的虚拟生产环境,用以模拟完成在真实矿井中进行的工作。

3.3.2虚拟技术条件下矿山模拟开采技术研究

以地质及矿床模型为基础,结合其它关键信息构造虚拟矿山,进行数字模拟开采,完成矿山长、中、短期开采计划编制、地下矿巷道标准断面设计、峒室设计、开拓设计、采矿方法设计、穿爆设计、通风设计、灾变应变预案等工作。

4、数字矿山的发展趋势

(1)实现生产过程管理和控制一体化。矿山生产过程管控一体化是指应用可视化技术,实现生产过程、工艺、设备、仪器的自动监测与控制。

(2)开发各种功能的矿山应用软件。必须针对不同的应用和矿山工程需求,研究开发适合不同用户、具有不同功能的矿山应用软件,如采矿CAD、虚拟矿山、采矿仿真、人工智能和科学可视化等软件工具。

(3)朝着构建生态矿业工程方向发展。生态矿业工程就是当人类开发矿产资源引起自然生态平衡破坏时,建立人为的生态平衡,构建生态矿业工程对实现可持续发展具有非常重要的现实意义。

(4)人工智能技术研究。自20世纪80年代中后期以来,人们已开始应用人工智能理论与技术来解决采矿工业中的各种实际问题,并逐步显示出无法取代的优越性。运用数据挖掘与知识发现、专家系统等人工智能技术实现生产调度指挥、资源预测、安全警示、突发事件处理等决策支持功能,实现矿山的智能化。

5、结论

我国既是采矿大国,又是资源消费大国。随着经济的高速发展和工业化进程的快速推进,中国对矿产资源的消费将持续呈现快速增长态势,将长期保持旺盛的需求。但是,中国矿产资源所面临的资源短缺,供应乏力的严峻形势,目前已经成为发展工业的瓶颈,如果这种势头继续发展下去,势必对国民经济的可持续发展产生深刻影响。因此,客观的实事求是的评价资源现状,充分合理的利用和保护资源,以建设数字矿山来改变和确保矿产资源长期稳定供给是中国矿业走可持续发展一条正确之路。

参考文献:

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[3]刘光.地理信息系统[M].北京:中国电力出版社, 2003

[4]陈述彭.区域地理信息分析方法及应用[M] .北京:科学出版社,1999

篇13

一.引言。

随着我国对建筑行业的工程质量和工程设施安全要求的不断提高,相对的对其建筑前的设计和在建筑施工过程中也提出了更高的要求。尤其以GPS技术在测绘学的领域中起到了革命性的变革。,GPS测绘技术在科学技术的突飞猛进的现实面前是最好的映射。随着时代的发展与进步,计算机技术作为相对社会高科技的结晶,在社会生活中各个领域都起到了相当重要的地位。

二.对GPS的认识。

GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息系统和RS遥感技术等其他科学被利用到测绘工程中,测绘技术和各学科相互交叉、渗透,测绘工程中产生新的综合性信息采集、处理、监控管理系统。

GPS的工作原理是通过高空的24颗卫星,由地面控制系统和用户接收装置组成,具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点。在工程测绘中,GPS定位技术的应用使的测量范围大大延伸。利用GPS技术和水准测量资料可精化大地水准面,在进行城市、矿山等控制网时不需要造标观测,在工程测绘中及灵活又方便,同时使用成本相对较低。再者GPS技术在测绘应用中的特点也是很明显的,譬如定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、全天候作业、观测站间无需通视、操作简单、经济效益好。

这样的发展,使得GPS技术在工程测量、地形测绘、竣工测量及工程机械控制中都得到了广泛的应用从现在形式不难发现,GPS定位系统在测绘中的应用朝着高精度、多功能、和集成式的方向迅速发展,当然GPS也将广泛地应用于众多的行业,甚至进入更高端的科学领域,促进人类文明的高度发展。

三.影响GPS测绘存在误差的主要因素。

1.信号误差

美国政府从其国家利益出发,通过降低广播星历精度,在GPS基准信号中加入高频抖动信号等方法,人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。

2.卫星星历误差

在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历提供的,但不论采用哪种类型的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。

3.卫星钟差

卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。

4.卫星信号发射天线相位中心偏差

卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。

5.电离层延迟

由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上电子总含量有关。

6.对流层延迟由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为对流层延迟。电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度、湿度和气压有关。

7.控制网布设不合理或起算数据利用不合理引起的误差。

8.GPS控制部分人为或计算机造成的影响。

9.由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。

10.数据处理软件的影响。

11.数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。

四.提高GPS定位精度的有效办法。

1.硬件的改进

2.采用合适的GPS接收机作业

当基线边长大于10 km时,采用双频接收机。双频接收机的优点是:

①可以基本消除电离层延迟对点位坐标的影响,点间距离可达100 km;

②在快速静态和动态测量中观测时间比单频机短。当基线边长小于10 km时,可以采用单频接收机。

3.作业前对GPS接收机进行鉴定

4.作业方法和手段的改进

5.选点的要求

选点的要求:

①点位应便于接收设备的架设和操作,视野开阔,被测卫星的地平高度角应大于15 °。

②应尽量消除多路径影响,防止GPS信号通过其他物体反射到GPS天线上,因此应避开强反射的地面,避开强反射环境,如山谷、山坡、建筑物等。

③避开强电磁波干扰,设站应远离雷达站、电台、微波中继站等。

综上所述,GPS接收机常存在钟误差、通道间的偏差、锁相环延迟、码跟踪环偏差、天线相位中心偏差等,所以必须先了解仪器性能、工作特性及其可能达到的精度水平。它是制定GPS作业计划的依据,也是GPS定位测量顺利完成的重要保证,所以对GPS测量仪器必须先进行作业前的检验,没有检验的仪器是不能用于作业的。

五. 南方GPS的单点校正。

由于在实际测量工程中控制点个数不足,不能正常求取GPS的转换参数,往往无法满足工程的精度要求, 因此GPS单点定位精度的提升成为解决一直问题的重要手段。

GPS的点校正是建立在GPS接收机采集的WGS-84数据与地方控制位置之间的关系,采用一系列的数学转换定义此关系。

将WGS84位置转换到格网坐标的数学转换是:

1.基准转换:即从WGS84唯独、精度和椭球高度坐标转换到相对于地方测图格网椭球的纬度、经度和椭球高度坐标;

2.地图投影:是从地方椭球纬度和精度坐标转换到地方测图格网的北向和东向的坐标到WGS84高度的大地水准面模型,得到海水平面上的近似高程。

GPS在启动基准在的时候必须获取一个当前基准站所架设点位的WGS84经纬度坐标才能正常的发射,而转换参数的计算也必须使用WGS84坐标,WGS84坐标的获取有两种方式:一种是由基准站直接读取当前测出的经纬度坐标(GPS坐标每一秒刷新一次,每一次读取的坐标都设有差异,误差在1至2米之间);一种是事先布设好静态控制网,从静态处理结果中获取。由于WGS84经纬度获取的相对不确定性使得在求解转换参数时必须首先确定一组公共控制点的WGS84经纬度坐标,这组坐标一旦确定以后每次启动基准站时都要使用这一组WGS84经纬度坐标,否则使用转换参数时的显示坐标和实际施工做标间就会存在一个固定偏差,这个偏差是由所取的基准站WGS84经纬度坐标和用来计算转换参数的WGS84经纬度坐标之间的差异产生的。

南方的RTK自动启动基准站时取的坐标是基准站开机并达到状态以后自动取得的WGS84经纬度坐标,这样就会出现上述的固定偏差,工程之星软件通过一个公共已知点求出的转换参数来克服这个固定偏差,工程之星软件中把这个过程称为“校正”,因此南方GPS的单点校正精度得到了很大提高,其精度在一定范围内可以满足一般测量要求。

单点校正的特点是:距离已知点越近精度越高,一般的控制范围为3-5公里。因此在使用单点校正的时候要注意工作地点不要距离控制点过远,对精度要求高的测量工程尽量避免使用。

六.结束语

GPS控制布网灵活,操作简单,有利于提高工作效率,降低生产成本,提高测量速度和工作效益。GPS控制只要观测数据可靠,平面起算数据和高程起算数据设置合理,能得到较好的平面精度和高程精度。静态GPS作业,基线较长时要适当延长观测时间,以取得良好的观测数据。基于GPS技术的特点,相信在我国今后的发展中,GPS技术将运用到社会生活的各个领域当中,为我国在基础建设中绘制宏伟的蓝图,是我国赢得经济、社会、人文发展的共赢,实现经济效益最大化。

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