矿山测量学范例6篇

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矿山测量学

矿山测量学范文1

高等职业教育是为国家现代化建设培养应用型人才的职业性教育,在高等职业教育的矿山测量教学中存在一些问题,导致教学效果不够理想,高职学生的学习兴趣不高,不利于矿山测量应用型人才的培养。项目教学法在矿山测量教学中的应用,加强了师生的课堂参与度,激发了学生的自主学习能力。本文在对项目教学法的内涵进行概述的基础上,分析了项目教学法在高职矿山测量教学中的应用,并对应用进行了评析。

关键词:

项目教学法;矿山测量;高职教育

传统的高职矿山测量教学模式以教师单一化教育为主导,缺乏师生的互动和学生的课堂参与,导致学生对矿山测量学的兴趣不高,旷课现象严重。矿山测量教学是培养应用型矿山测量人才的基础性课程,矿山测量学习的质量关系到未来学生的职业技能,对矿山测量专业来说至关重要。为了改变这种教学状况,高职教师可以运用项目教学法,加强师生课堂互动,激发学生的探索精神。

一、项目教学法的概述

项目教学法是现代教育的一种形式,起源于欧洲的劳动教育思想,在国外有了较为成熟的发展,在我国发展较晚。项目教学法将学生置于生产化的背景下,改变了过去以教师主导的教学模式,在教师的指导下,让学生参与制作项目的整个过程,从而改变学生被动接受知识的处境,由被动学习变为主动学习,达到提高学生学习兴趣、激发学生潜能的目的。教师的教学过程也要注意将教授的知识与项目做得衔接和融洽,便于学生在对项目的操作中实现对课堂知识的掌握和重温,以项目为教学活动的中心,以学生的参与为目的,实现以项目驱动教学,在学生与老师的合作中实现学习效果最大化,实践技能最优化的结果。

二、项目教学法在高职矿山测量教学中的应用

为了更好地应用项目教学法服务于矿山测量教学,需要在教学设计上首先对课程教学有个整体性的认识,从全局的高度设计教学框架,结合项目设计的要素与矿山测量教学的要素,优化配置要素间的比例,以项目为教学活动的中心,以学生的参与为目的,设计出项目驱动型矿山测量教学方案。并且在教学中结合实际工程的情况,保证学生学到最实在、最实用的技术,更好地适应社会需要。在教学研究中采用头脑风暴法,组织教师、矿山测量领域的专家,一起为项目教学与矿山测量教学提供可行性教学设计。在矿山测量课程的设计思路上,建议教师在课堂教学中有效地将课本知识与各个项目有效的结合起来,教师事先对书本的基础知识进行梳理,根据不同内容划分模块,在应用项目教学法之前让学生对矿山测量的知识有个整体的了解,在工程背景知识下,教师建构起矿山测量的知识体系,讲解完基础知识后抛出与项目相关的问题,引发学生们的思考,勾起学生的好奇心和兴趣点,并通过划分小组,为学生们布置项目相关的任务[1]。教师不能仅仅布置了任务就了结课堂教学,而是对学生的任务进行一定的帮助和引导,进行简单的举例示范,随时准备为学生答疑。接下来,鼓励学生独立完成任务,在完成任务后,教师要注重对任务完成情况进行评价。评价是发现问题,实现进步的重要途径,也是教师及时监督的方法之一。学生任务实施阶段是项目教学法的重点与核心内容,决定了工程项目的质量,是体现学生主体作用的关键环节,是提升教育科研能力和技术修养、促进理论把握与实践技能齐头并进、相互平衡的重要内容,是以项目为导向、任务驱动的课程教学为高职教育改革的路径,符合教育部对高等职业教育的培养要求。

三、项目教学法在高职矿山测量教学中的应用评析

项目教学法作为职业教学的新方法,是探索高等职业教育实现高素质应用型人才培养的重要路径,这种教学方法实施后,对教学应用的评价是发现教学问题,促进教学更上一层楼的关键方法。“教不严,师之惰”,教师的教学方法对学生的专业素养来说非常关键,因此,需要高职学校在教学层面及时反馈教学效果,对教学效果进行评价,不断完善教学方法,及时反思教育理念,结合社会实践、工程项目的发展水平设置教学内容,通过教学成果的分析,找出进步和差距,优秀的地方继续发扬,有差距的地方极力弥补,通过学校师生的不断努力,尽量消除社会对高等职业教育的歧视[2]。只有这样,才能不断完善我国高职矿山测量教学体系,并且在一线教育工作者的探索下,能够结合项目教学法及其他方法,创新教学模式,为高职学生提供高质量、实用性的教育,为国家培养更加符合社会实践要求的应用型人才。

四、结语

高职教育为国家建设培养应用型技术人才,对实现经济又好又快发展和国家现代化建设具有战略性意义。我国的高职教育起步较晚,项目教学方法尚未成熟,但是其在教育教学中的应用效果是十分明显的,高职矿山测量教学应该将项目教学法充分应用到专业教学中去,提高学生解决实际问题的能力,将专业学习真正应用到实际生活中去。

作者:孙立鹏 单位:赤峰工业职业技术学院

参考文献:

矿山测量学范文2

【关键词】 矿山测量 机器人 SCI 通讯

矿山测量学(Mine surveying)是综合运用测量、采矿、地质和现代电力电子技术等多学科知识,对矿山地质勘探、建设和采矿过程中的静态和动态下各种空间几何问题进行研究,它属于采矿科学一个重要分支学科,也是采矿科学的重要组成部分。矿山测量在矿业开发的过程中不可缺少的一项重要基础型技术工作,在勘探、设计、建设和生产各个阶段都需要进行矿山测量,甚至在矿井报废后也离不开矿山测量。随着我国经济的高速发展,采矿和行业也获得前所未有的发展,但传统矿山测量时采用人工方式,需要工作人员赶赴现场进行测量、查看数据并进行分析处理,由于测量点分布在矿区不同位置,测量过程工作量较大,导致大量的人力资源浪费。开展矿山测量用机器人通讯系统的研究对于减少矿山企业工作量、降低安全生产事故、保障人民生命财产安全具有重要的意义。

一、矿山测量机器人

矿山测量机器人也称矿山测地机器人是替代传统人工进行数据测量的设备,它可以自动对目标进行搜索、跟踪和辨识,并具有目标角度监测、距离监测、三维坐标及影像监测等功能。矿山测量机器人是在电子全站仪的基础上将步进马达技术和CCD影像技术等集成于一体的视频成像系统,并为矿山测量测量机器人开发先进的控制系统、通讯技术和上位机数据处理软件。矿山测量机器人利用高精度传感器对测量目标进行快速识别、判断,实现自动完成校准、读数等操作,可以完全替代人工测量。矿山测量机器人可以按照测量周期进行自动测量,具有测量的全过程精确控制的功能,并对数据进行处理和分析,实现无人自动化测量。矿山测量机器人测量过程可以选择固定式全自动测量模式和移动式半自动测量模式,本文涉及的矿山测量机器人采用固定式全自动测量模式。

二、通讯系统设计

矿山测量机器人与上位机之间的数据通讯采用串行通信技术,即利用DSP内部的串行通信接口模块(SCI)向上位机发送数据进行数据传输。SCI模块采用标准非归零数据格式,能够实现多CPU之间或同其他具有兼容数据格式SCI端口的外设进行数据通信。为了保证数据完整性,SCI模块对外接收到的数据进行间断、极性、超限和帧错误的检测。SCI发送信号的几点说明:(1)位TXENA变高,使能发送器发送数据;(2)写数据到SCITXBUF寄存器,从事发送器不能在为空,TXRDY位变低;(3)SCI发送数据到移位寄存器;(4)在TXRDY变高后,程序写第二个字符到SCITXBUF寄存器;(5)发送完第一个字符,开始将第二个字符移位到寄存器TXSHF;(6)位TXENA变低,禁止发送器发送数据,SCI结束当前字符的发送;(7)第二个字符发送完成,发送器变空准备发送下一个字符。

通讯系统电路采用RS-232标准的驱动芯片SP3223EEY进行数据通信,由于该芯片和TMS320F2812均是+3.3V供电,所以二者相关引脚可直接连接,通信电路如图1所示。RS-232是美国电子工业协会(EIA)指定的一种串行总线的物理接口标准,此标准规定了串行通信中主控模板和从属模块之间的物理连接线路的机械、电气、功能和过程特性,两端都必须遵循的共同约定。其标准总线为25线,但实际中常用简化了的9线接口或者是本例中采用的3线(地线、发送线、接收线)传送的方式。

图1 通信接口电路

三、结束语

矿山测量机器人通讯技术是将测量原理、电力电子技术和通讯理论相融合的综合技术。本文以数字信号处理器为核心设计矿山机器人通讯系统,系统具有结构简单、稳定性好和抗干扰能力强等特点,提高了矿山测量技术的智能化水平,为矿山安全生产工作的开展奠定基础。

参 考 文 献

[1] 伊晓东.变形监测技术及应用[M].黄河水利出版社,2007;

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一般来说,大学传统的教学模式都是老师是主体,学生是客体,学生在课堂上接受知识的来源都是来自老师。在这种传统的教学模式下,所谓“优秀”的学生就简单的等于“接受能力强”的学生,“满堂灌”式的教学方式,容不得这些学生去思考,去质疑,学习的主动性在渐渐退化。可是从行为创造学上来说,这恰恰是高等教育的一个误区,我国的高等教育任务是不仅要传授学生知识,更要培养大学生独立思考,主动学习的能力,使他们具有创新意识。根据行为创造学中的“三点”要素(即兴趣点、兴奋点和思索点三点),课题小组对测绘工程领域的《矿山测量学》课堂进行了一次改革试验。

1.1引起学生的兴趣点

改变传统的课堂教学模式,把教室变成会议室,六十多学生分成六个团队,将两节课堂的教学内容提炼成一个要解决的问题———“如何解决在黑暗条件下狭窄巷道的测量问题”,给出15分钟的团队思考探讨时间,然后每个团队汇报自己的方案,不考虑方案的可行性,只注重方案的形成。一时间,整个教室沸腾了,灵活多变的教学模式让学生感到新鲜,同时每个学生都有任务在身,大家都在忙碌准备着。

1.2抓住学生的兴奋点

肯定六个团队提出的每个方案,并对每个方案进行探讨性的分析点评。这个时侯切入《矿山测量学》是我们学校的一大特色学科,很多专利技术是我们学校的师生自主研发的,关于“如何解决在黑暗条件下狭窄巷道的测量问题”我校自主设计了一套“手电筒测量法”,并将测量的原理和计算方法向学生进行传授。一个小小的直光手电筒,居然能解决这么复杂的测绘专业问题,一下子把学生的兴奋点推到了。

1.3提示学生的思索点

课堂内容传授结束之后,教师要给学生留些灵活性的问题。如:思考“手电筒测量法”的测量误差范围,如何减小误差?有没有更好的工具替代手电筒等等。这次的教学改革试验取得非常好的效果,学生们不仅熟练的掌握了“手电筒测量法”的原理和计算方法,还在此知识基础上提出了很多具有创造性的意见,如有学生提出用声波结合计算机软件的方式替代传统的手电筒测量,达到减少误差和减小工作量的目的。根据同学们提出的意见,《矿山测量学》这门课程的知识也得到了纵向的延伸。

2利用现代高科技手段,鼓励学生创新意识

伴随着现代高科技水平的不断发展,很多传统的测绘工具已经被计算机,先进的电子仪器所代替,而这些先进仪器的灵魂所在,无疑都是计算机程序,如处理全站仪数据画地形图的南方CASS软件,处理GPS数据的TGO软件等。这些软件目前做的都比较成熟,功能上也比较全面,但是绝大多数的开发平台都是在WINDOWS下进行的,这也就限定了很多的测量数据处理工作都是后期在实验室的机房里完成的,不能够现场解决,导致有些测量小错误不能及时发现,浪费工作量。课题小组以此为话题,成立了学生学习兴趣小组,鼓励同学们以自己的智能手机为工具,开发一款基于安卓系统下的小型测绘数据处理软件,目的是便于携带,方便使用。经过一个月的努力,学习兴趣小组成功开发出一款简单的“公路路线坐标计算”的软件,尽管这款软件的功能很单一,软件的安全性也没有得到论证,但是同学们非常开心,体会到创新的快乐。

3以学科竞赛为平台,增强学生的团队合作意识

安徽理工大学每年举办一次的“GIS大赛”为测绘工程背景下的大学生提供了一个很好的展示平台。大赛的要求以学生团队为报名单位,确立一个课题,通过团队成员的分工研究,最终将这个课题在评委面前完整的通过PPT演示出来。在GIS大赛的准备过程中,同学们根据自己团队成员的优势性格,进行了明确分工,如谁负责资料整理工作,谁负责外出采样工作,谁负责数据处理工作,谁负责PPT的汇报工作等,通过对一个团队成员的优势性格的叠加,使同学们切身体会到1+1>2的效果。

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本专业培养具备地面测量、海洋测量、空间测量、摄影测量与遥感U及地图编制等方面的知识,能在国民经济各部门从事国家基础测绘建设、陆海空运载工具导航与管理、城市和工程建设、矿产资源勘察与开发、国土资源调查与管理等测量工程、地图与地理信息系统的设计、实施和研究等方面工作的工程技术人才。

测绘工程专业就业方向

从事国家基础测绘建设、陆海空运载工具导航与管理、城市和工程建设、矿产资源勘察与开发、国土资源调查与管理等测量工程、地图与地理信息系统的设计、实施和研究等方面工作

测绘工程专业介绍

本专业学生主要学习测绘学的基本理论、基本知识和基本技能,空间精密定位与导航的理论,城市与工程建设的基本知识及其测量工程的设计、实施和管理等方面的理论与技术,摄影测量与图像图形信息处理的理论与技术,各类地图设计与编制的理论与技术。受到科学研究的基本训练,具有测绘工程方面的基本能力。

矿山测量学范文5

关键词:支导线,位置误差,控制变量法,公式推导

 

0.引言

由于测角和量边误差的积累,必然会使导线点的位置产生误差。毕业论文,公式推导。。测角和量边误差是使导线点产生误差的根本因素。本文引用科学实验法中的“控制变量法”来推导支导线终点位置误差。“控制变量法”是指在分析每一个影响因素对结果产生的影响的时候,假设其它的影响因素对结果是没有影响或暂且不考虑其影响,这样得出的结果即为某一影响因素对结果产生影响的大小。

1.经典的理论方法推导支导线终点误差

《矿山测量》教科书用了大量的篇幅,依据误差传播的基本规律对支导线点位误差公式进行了推导,其思路清晰、理论易懂,推导测角误差所引起的终点点位误差。

图1-1支导线终点误差示意图

导线终点k的坐标是所有角度及边长的函数。根据偶然误差传播律,可得利用钢尺量距时终点k的坐标误差公式:

(1-1)

式中为导线各到导线终点K的连线长度

a为偶然误差系数,b为系统误差系数

为导线各边长

L为导线始点与终点的连线的长度。

2.相邻点法推导支导线终点误差

科教书中的推导方法经典,但是推导过程复杂繁琐,不易记忆。所以有学者提出了自己的推导方法来简化该推导过程,这样跟容易理解。以下为该方法的主要介绍。

2.1 经纬仪支导线任意相邻两点间误差传递公式

由经纬仪支导线测量知,导线点的位置误差主要是由于测角误差和量边误差的积累而产生的,而支导线测量的特点是依此传递的,每测站的测角和量边都是独立完成,对于任意相邻两导线点,假定其中一点为起算点,则另一点的坐标可表示为:

(2-2)

其中: 为相邻两导线点间的水平距离;n为两导线点之间的方位角。由误差传播规律知,任意相邻两导线点之间测角误差和量边误差对纵坐标的点位误差的影响为:

(2-3)

同理可求出对横坐标的点位误差

2.2 方位角传递误差引起的相邻导线点点位误差

导线任意边的方位角是测角的函数,其公式可表示为:

(2-4)

式中 —— 起算导线边的方位角;

­——所测导线各左角。毕业论文,公式推导。。

由式(2-1)式不难看出 ,式中的第二项是方位角传递误差引起的相邻导线点点位误差

假定起算方位角无误差,当测角精度相同,,根据误差传播规律有:

将上式代入方位角传递误差的公式推得:

(2-5)

2.3 终点点位误差的公式推导

将(2-4)式代入到(2-5)式得

同理

以上各式相加从而推出横坐标的点位误差

(2-6)

上式中第一项为起算点中误差,第二项为量边中误差。假定起算点无误差,量边误差采用教科书中推导值,则推出公式如公式(1-1)所示。

3.直接分析图形的方法,推导出公式

以上方法虽然比经典的方法简单一些,但仍少不了复杂的公式推导。我们在学习过程中,认真分析,从图形着手总结出新的方法,更加直观简便,以供大家参考研究。

3.1测角误差引起的支导线终点的位置误差

假设所测量的所有转角中,只有第一个转角有误差,其他的转角是完全正确的。那么在图形上表现为,所测量的导线绕着已知点1,以为半径整体发生了旋转,如图3-1所示。

图3-1

由图1可知,支导线终点K偏离真实位置的线量大小为=。其中为导线各到导线终点K的连线长度。

假设所测量的所有转角中,只有第二个转角有误差,其他的转角是完全正确的。那么在图形上表现为,所测量的导线绕着导线点2,以为半径整体发生了旋转.,如图3-2所示。

图3-2

由图2可知,支导线终点K偏离真实位置的线量大小为 =。

同理,我们可以求出第i个转角的误差使导线终点偏离真实位置的线量大小为

在实际的测量过程中,在没有明显错误的情况下,我们认为每个转角的测量都有误差,且测量中误差大小相等,都会对导线的终点产生,使其偏离真实的位置。所以综合考虑测角误差使终点偏离真实位置的大小为。

3.2量边误差引起的支导线终点的位置误差

对于光电测距导线来说,测距误差为式中A为固定误差,B为比例误差,为个导线边长。对于钢尺量距而言,测距误差为式中a为偶然误差系数,b为系统误差系数。由于钢尺量边常有系统误差存在,因此需要进一步分析量边偶然误差与系统误差对于终点K的坐标影响。这里我们只讨论钢尺量距

(1)量边偶然误差的影响

当无明显的系统误差时,即b=0,则。这是第i条边的误差对最终点位置的影响大小。综合考虑,当b=0时,量边对最终点的影响大小为

(2)量边系统误差的影响

当量边存在明显的系统误差时,由于它对边长的影响是单方面的,其大小与边长成正比。如图3-3所示,ABCDE为正确导线,假设在这条导线中没有其他误差的影响,只考虑量边系统误差的影响,而且假设所有边长均按相同比例伸,从而使导线变成A′B′C′D′E′,不难看出,它与正确导线的形状相似,因而导线各点的位置都从原来的正确位置,沿着该点与起始点A的连线方向移动了一段距离,其大小为相应连线的长度乘以系统误差影响系数b。

BB′=b×ABCC′=b×AC

DD′=b×ADEE′=b×AE

由此可见,由量边系统误差所引起的支导线终点的位置误差为

EE′=b×AE=bL

式中L为导线始点与终点的连线(叫做闭合线)的长度。

所以量边误差所引起的导线终点误差为

图3-3量边系统误差的影响

由以上分析可知,测角量边误差对导线终点的影响大小与公式(1-1)一样。无论用那种方法进行研究,得出的结果肯定是统一的。

4 总结

在井下测量作业过程中,无论是井下基本控制导线最弱点的误差精度估计还是贯通测量误差预计,经纬仪支导线都应用相当广泛。工作人员和学者对其特点进行了大量的研究,得出许多宝贵的理论和经验。这些经验给我们以后的实践带来了诸多的方便,我们可以直接应用于工作和研究中,这也有利用我们以后学习和工作。

由以上的分析可以得出以下结论:

(1)导线的精度与测角量边的精度、测站数目和导线的形状有关,而测角误差的影响对导线的精度起决定性作用。毕业论文,公式推导。。

(2)为了提高导线精度,减小导线点点位误差,首先应注意提高测角精度,同时应适当增大边长,已减小测站个数。

(3)有条件时,要尽量将导线布设成闭合图形,闭合导线可以消除系统误差的影响。

(4) R越大,误差越大,故有直伸型导线误差最大,曲折型导线较小。

参考文献:

[1]张国良,朱家钰,顾和和.矿山测量学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008:215-219

[2]周立吴,张国良,林家聪编.生产矿井测量[M]//矿山测量学(第一分册).北京:中国矿业学院出版社,1987.

[3]付金峰,高洁等.相邻点法推导支导线终点误差[J].矿山测量.2004,1:49-50

[4]李洪涛,王磊,法惟刚.解析法分析支导线终点误差[J].有色金属(矿山部分).2009,61(2):19-21

矿山测量学范文6

关键词:RTK;坡顶线;坡底线;平面线

Abstract: The article discusses application of RTK technology in open pit mining and field measurement of acceptance,and analyzed the precision on application,The results show that RTK technology has the advantages of intuitive and fast, real-time strong point error not accumulated, greatly reduce labor intensity of surveyors and improve the efficiency results of mapping quality.

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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