利用gps技術(shù)布設(shè)礦區(qū)控制網(wǎng)方法

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1、利用GPS技術(shù)布設(shè)礦區(qū)控制網(wǎng)方法［摘要］全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSDtem,簡(jiǎn)稱GPS)是測(cè)量領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性的技術(shù)革新，它對(duì)傳統(tǒng)的作業(yè)理念予以更新，促進(jìn)了測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。本文以古城煤礦為例，簡(jiǎn)述利用靜態(tài)GPS布設(shè)礦區(qū)控制網(wǎng)的方法。［關(guān)鍵字］全球定位系統(tǒng)GPS；礦井地面控制測(cè)量；控制網(wǎng)精度全球定位系統(tǒng)GPS是美國20世紀(jì)70年代研制用于軍事部門的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。GPS技術(shù)率先在大地測(cè)量、工

2、程測(cè)量等測(cè)繪領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，已成為礦山地面控制測(cè)量的主要方法。1?測(cè)區(qū)概況古城礦區(qū)位于山西省長(zhǎng)治市屯留縣李高鄉(xiāng)，行政區(qū)劃隸屬屯留縣和長(zhǎng)子縣共同管轄，地理位置：東經(jīng)112°47’54〃?112°59’34〃,北緯為36°10’10〃?36°18'07〃，測(cè)區(qū)面積約為157平方公里。測(cè)區(qū)地形屬高原盆地內(nèi)的河谷平原，地勢(shì)較為平坦，特征為丘陵地帶，總體地勢(shì)北高南低，西高東低。該區(qū)屬溫帶大陸性氣候，年平均氣溫為8.9°C,年平均降雨量為583.9mm。風(fēng)向多為西北風(fēng)，最大風(fēng)速14—16m/So凍土期為每年十月至次年四月，最大凍土深度為75

3、cm。測(cè)區(qū)分布有數(shù)十個(gè)大小村莊、廠礦、養(yǎng)殖廠等，大部分為農(nóng)作物耕地，場(chǎng)區(qū)道路四通八達(dá)，多數(shù)為年久失修的瀝青、沙石、大車路等，208國道由北向南從測(cè)區(qū)東部通過，通行較為便利。另外移動(dòng)電話通訊覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)，異常發(fā)達(dá)。2.GPS礦井地面控制測(cè)量2.1GPS控制測(cè)量方案采用全球定位系統(tǒng)GPS測(cè)量技術(shù)對(duì)古城礦區(qū)進(jìn)行地面控制測(cè)量網(wǎng)的布設(shè)和測(cè)量，根據(jù)礦區(qū)地形特點(diǎn)，分兩級(jí)建立測(cè)量控制網(wǎng)。首級(jí)控制網(wǎng)為GPSD級(jí)，控制點(diǎn)均勻地分布在礦井井田附近，點(diǎn)位選在視野開闊、易于擴(kuò)展、土地堅(jiān)實(shí)的制高點(diǎn)上，同時(shí)要考慮埋石后易于長(zhǎng)久保存與使用方便；二級(jí)控制網(wǎng)以滿足礦井

4、建設(shè)和生產(chǎn)需要，參照《煤礦測(cè)量規(guī)范》，按照近井點(diǎn)的要求布設(shè)，等級(jí)為GPSE級(jí)。2.2GPS接收機(jī)的選擇按照《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》要求，古城礦井建立了礦區(qū)D級(jí)、E級(jí)GPS控制網(wǎng)，根據(jù)礦區(qū)實(shí)際情況，GPS測(cè)量的接收機(jī)可選用南方測(cè)繪公司9600型單頻靜態(tài)GPS接收機(jī)，該設(shè)備靜態(tài)測(cè)量標(biāo)稱精度：水平方向5mm+lppmXD,垂直方向10mm+2ppmXD,D為基線長(zhǎng)度，以公里計(jì)，滿足GPSD級(jí)、E級(jí)測(cè)量要求。2.3GPS選點(diǎn)原則由于GPS測(cè)量觀測(cè)站之間無需相互通視，而且控制網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)比較靈活，為保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和可靠地保證

5、測(cè)量成果精度，在選點(diǎn)工作開始之前，需要充分收集和了解有關(guān)測(cè)區(qū)的地理情況以及原有測(cè)量控制點(diǎn)的分布及保持情況，再確定適宜的觀測(cè)站位置。GPS點(diǎn)的選點(diǎn)原則是：觀測(cè)站遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如微波站、高壓線等）；視野開闊，點(diǎn)的周圍便于操作和安置接收設(shè)備；地面基礎(chǔ)穩(wěn)定,易于點(diǎn)的保存；觀測(cè)站選在交通方便的地方，并且便于用其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展；充分利用符合要求的舊有控制點(diǎn)；點(diǎn)位選定后，按規(guī)定繪制點(diǎn)之記，內(nèi)容包括點(diǎn)位及略圖、交通等情況。為保證GPS點(diǎn)能在地面或建筑物頂部長(zhǎng)期保存，必須埋設(shè)穩(wěn)定、堅(jiān)固和耐久的標(biāo)石，標(biāo)石尺寸規(guī)格嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程要求，標(biāo)石的

6、頂部中央嵌一金屬標(biāo)志且要注記GPS點(diǎn)的等級(jí)、時(shí)間及完成單位。按照古城礦井生產(chǎn)和建設(shè)需要，依據(jù)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求進(jìn)行，各GPS點(diǎn)布設(shè)于生產(chǎn)礦井附近或長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃建設(shè)的地方，以直接滿足煤炭生產(chǎn)和建設(shè)的需要。2.4GPS網(wǎng)觀測(cè)方法GPS測(cè)量采用相對(duì)定位方法，即在多個(gè)點(diǎn)上設(shè)置接收機(jī),作同步觀測(cè)，確定各點(diǎn)的相對(duì)位置，在滿足可靠性、精度、效率的前提下，將同步圖形有機(jī)地連成一個(gè)整體。為了保證礦區(qū)GPS控制網(wǎng)的精度和可靠性采用靜態(tài)定位模式，同步圖形的連接采用邊連接方式構(gòu)網(wǎng)，以進(jìn)行同步圖形閉合條件、異步圖形閉合條件以及復(fù)測(cè)邊檢驗(yàn)，這樣的構(gòu)網(wǎng)方式具有良好

7、的幾何強(qiáng)度、可靠性指標(biāo)及效益指標(biāo)。2.5GPS數(shù)據(jù)處理GPS數(shù)據(jù)處理包括：基線向量的解算及GPS網(wǎng)的平差兩個(gè)方面，基線解算前，對(duì)外業(yè)資料進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：測(cè)站數(shù)據(jù)；觀測(cè)數(shù)據(jù)文件；基線簡(jiǎn)表；同步環(huán)閉合差檢驗(yàn)；異步環(huán)閉合差檢驗(yàn)；重復(fù)基線較差檢驗(yàn)等，對(duì)不合格數(shù)據(jù)及時(shí)組織返工補(bǔ)測(cè)，以確保外業(yè)成果準(zhǔn)確無誤?；€解算模式采用多基線解算模式，解算成果采用雙差固定解。外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)合格后應(yīng)對(duì)GPS控制網(wǎng)的觀測(cè)精度進(jìn)行評(píng)定，即控制網(wǎng)的測(cè)量中誤差應(yīng)滿足相應(yīng)等級(jí)控制網(wǎng)的基線精度要求。GPS控制網(wǎng)按自由網(wǎng)進(jìn)行平差，先在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行

8、三維無約束平差，處理由于多余觀測(cè)誤差而引起的網(wǎng)內(nèi)不符值，以反映GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度，提供各點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)、各基線向量三個(gè)坐標(biāo)差觀測(cè)值的改正數(shù)、基線長(zhǎng)度、基線方位及相關(guān)的精度信息等。在無約束平差確定的有效觀測(cè)量的基