矿山测量技术应用创新研究王滋冠

矿山测量技术应用创新研究王滋冠

广东省大宝山矿业有限公司广东韶关512100

摘要:我国地域辽阔,矿产资源储量及其丰富,但是大部分矿产资源都埋藏在矿山或者地下,给矿产资源的勘查及测量带来了很大的困难。随着测量技术的不断发展和进步,RTK技术和GPS卫星定位系统被逐渐应用到工程测量中,为矿山测量提供准确的定位信息。CORS系统集网络技术、计算机技术和无线通信技术于一身,能够实现数据快速采集和稳定传输,使矿山快速精确测量成为可能。基于此,本文首先介绍了CORS系统的构成及工作原理,为矿山CORS系统的建设奠定了基础。然后就CORS系统在矿山测量中的应用进行研究分析,为矿山测量技术的创新发展提供了参考依据。

关键词:CORS系统;矿山测量;技术应用

1CORS系统概述

1.1CORS系统的结构

CORS系统主要包括四个部分,即参考站(基准站)、数据处理中心、通信系统和用户系统,其中参考站主要由接收机、天线、机柜和电源等几部分构成,主要完成对卫星数据的采集和记录,并且将采集到的数据传送到CORS系统中进行数据分析处理;数据处理中心主要由服务器、数据记录设备、传输设备以及电源等部分组成,主要完成对用户数据的管理和分析;用户系统主要由接收机、天线和通信模块三部分组成。其中接收机负责数据的存储和分析,天线负责数据的接收,通信模块负责数据的传输;通信系统用来完成其它各个系统之间的链接,使CORS系统的四个部分协同工作。

1.2CORS系统的工作原理

CORS系统的使用必须进行注册,然后获得相应的使用权限。用户要接收到CORS系统中传送的数据还需要配备相应的接收机,接收来自CORS卫星系统的信号,并且通过接收机向卫星系统发送请求信号。系统接收到相应的用户请求后,要对其权限进行验证,通过后将用户的请求数据实时传送到用户接收机,用户接收到卫星实时定位数据。CORS系统能够提供24h不间断的定位服务,对用户来说不受工作时间的限制,使用非常方便。

2矿山测量CORS系统的建设

2.1参考站的建设

建设参考站的主要目的是实现CORS系统跟卫星的连接,从卫星系统中获得准确的数据信息,是整个CORS系统中数据的主要来源。参考站是整个CORS系统中的核心部分,也是关系到整个系统导航和定位精度的关键,因此必须要保证参考站建设的各项指标符合要求。一般情况下,参考站都是由室外设备和室内设备两部分组成,其中避雷针、气象仪以及天线等属于室外设备,机柜、接收机、网络设备等属于CORS系统的室内设备,用来进行数据处理。参考站系统中的天线均采用高精度的扼流圈天线,通过Internet实现跟数据处理中心的数据连接。

2.2数据中心建设

数据中心是CORS系统中进行数据处理的主要部分,其功能是完成对数据的计算和存储等。通常CORS数据处理中心建设在矿山办公大楼,通过ADSL的方式实现跟矿山中参考站的数据连接。为了保证系统运行的可靠性和连续性,设计时采用两台计算机进行数据处理,并且分别放置在不同的地方。两台计算机上均安装GPSNet软件,如果一台计算机工作过程中出现故障,另一个计算机就会快速启动,完成数据处理工作。CORS系统中数据中心进行数据处理的工作流程如下图1所示。

图1CORS系统数据中心数据处理流程图

3CORS系统在矿山测量中的应用

3.1矿山测量作业流程

矿山测量过程中主要采用的设备包括GPS接收机、手薄、以及用来进行数据传输的手机和通讯线。

3.1.1内业设置

测量过程中首先要给手薄配置测量中使用的测量形式,更改手薄中流动站以及流动站无线电的相关参数,然后建立一个全新的测量文件,并且完成对控制点坐标的输入和校正。这主要是因为在测量中采用的是1954年北京坐标系,但是实际应用过程中我们采用的是平面坐标,因此测量工作进行前必须进行坐标的转换工作。一般情况下常采用点校正的方式完成两个坐标方式的转换,因此需要在测量矿区中选择3个点完成坐标校正工作,3个点位置要均匀了分布在需要测量的矿山范围内。点校正完成之后就可以进行数据采集工作,矿山测量范围内的平面坐标则显示在相应的手薄上。本次测量过程中我们在矿区选择了4个控制点用来完成对CORS系统中的坐标转换,各校正点的参数如下表1所示。

3.1.2外业测量

外业测量首先要打开CORS系统,完成跟卫星定位系统的连接,然后再打开工作手薄,建立手薄跟接收机之间的数据通讯,最后启动完成测量所需要的软件,进行测量文件的设置。如通过参数的设置,完成GPRS与网络的连接,并且使用CORS系统管理员提供的信息实现CORS系统数据处理中心跟网络之间的连接。软件初始化完成后进行矿山数据的测量,将手薄中存储的数据复制到计算机后就可以对数据和图形进行相应处理。

3.2矿山测量数据分析

3.2.1校核点数据分析

测量过程中我们选择了矿区内的4个控制点进行了数据的测量,然后将其跟4个控制点的真实数据进行对比,其结果如表2所示。

由于矿区山体较多,测量过程中高度方向的变化较大,所以在高程测量过程中我们在办公楼中设置了两个基准点,且满足三角高程测量的要求,能够使用全站仪中间法对其进行测量。通过表2我们可以看出,CORS系统在矿山测量中得到的数据坐标差值小于15mm,由此可知CORS系统在进行矿山测量过程汇总具有较高的定位精度。

3.2.2控制测量

矿区测量范围内能够连续接收到清晰的GPS数据信号,为了保证测量的精度我们在两个不同的时段进行数据测量,并且每次测量前都进行坐标表3CORS系统测量数据跟传统测量数据的对比

校核,然后取两次测量结果的平均数作为该控制点的最终坐标。将测量得到的结果与其已知结果进行比较,得到表3所示结果。在卫星信号接收情况较好的条件下,选择合适的位置布置图根点进行测量,并且抽取一半的图根点进行重复测量,得到其平面点位的最大差值为1.4cm。

综上所述,CORS系统能够为用户提供快速准确的定位服务,目前被广泛应用在测量学中。同时它还可以提供准确的矿产储量信息,成为矿山开发和保护方案制定的基础。测量过程中只需要一个人在很短时间内就可以获得矿山上某点的坐标和高程,具有较高的测量精度和较低的劳动强度,降低了传统矿山测量中的成本。

参考文献

[1]张志辉.浅谈RTK及全站仪技术在野外地形图测绘中的应用.中国科技财富.2010年24期,76~79.

[2]杨玉访,赵家伟.浅析矿山测量技术的创新[J].西部探矿工程,2014.

[3]柏柳,肖莺,胡友健.CORS的精度及其稳定性研究[J],河南理工大学学报(自然科学版),2015.08,25(4),283-288.

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