基于GNSS的煤矿地表移动观测系统.pdf

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1、第1期矿山测量No．12015年2月MINESURVEYINGFeb．2015doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．01．20基于GNSS的煤矿地表移动观测系统朱占荣(陕西省煤田地质局一t~zs_队，陕西榆林719000)摘要：文中采用现代观测手段结合传统方法提出一种基于GNSS的煤矿地表移动观测系统，核心为GNSS实时监测系统。该系统继承了GNSS高精度、全天候测站间无需通视等优点，实现了原始数据记录的无纸化、系统的高可靠性、数据处理及预警的自动化和信息化，实时监测点获取不间断的海量数据，对沉陷特征和机理的解释提供基础。通过工程实例证实了系统易于

2、布设、可操作性强，对其它工程类似工程具有重要的借鉴意义。关键词：观测站；GNSS；实时监测系统；地表移动中图分类号：TD325．4文献标识码：B文章编号：1001—358X(2015)01—0059—04建立地表移动观测站获取实测数据是研究特定的地质采矿条件下开采沉陷规律的最可靠手段和方法之一，开采沉陷模型将为“三下”采煤、矿区规划、矿山地质环境治理等工作提供基础数据。传统的地表移动观测站主要采用水准仪、全站仪按一定周期采集地面变形数据，经过繁琐的内业计算后获得变图1地表移动观测系统的构成形参数，数据采集和处理工作量大，效率低。随着测System)和俄罗斯的GLONASS(GL

3、obalNAvigation绘科学技术的发展，现代变形监测技术逐渐向一体SatelliteSystem)以及欧洲的伽俐略系统(Galileo)。化、自动化、数字化、智能化及实时化等方向发展¨，影响GNSS测量产生误差的因素较多，其中卫星部分为了减小矿山测量工作者的劳动强度，传统的煤矿主要有星历误差、钟误差、相对论效应；信号传播产地表移动观测站数据采集和处理方法应结合最新的生有的电离层、对流层、多路径效应；接收机涉及钟变形监测技术和煤矿开采沉陷理论体系，是建立地误差、位置误差、天线相位中心；其它的地球潮汐、负表移动观测站的大势所趋，作者在承担多个大型煤荷潮等，通过差分定位能够消除

4、部分误差的影响。矿地表移动观测站项目后不断探索，提出一种基于(1)GNSS静态定位GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)的地表移动通过在多个测站上进行同步观测，确定测站直观测站系统。接相对位置的GNSS定位测量。它是目前GNSS1系统构成定位中精度最高的定位方法。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网，建立地壳运动监基于GNSS的煤矿开采硬件系统由GNSS及电测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、子水准仪构成，GNSS主要包括静态、RTK及实时观钻井定位及精密工程控制网建立等，在地表观测站测系统，实时观测系统由基准站和监测站构

5、成(参见中建立监测控制网，要与矿井近井点联测，确保井上图1)。软件系统主要为设备随机软件及专业的变下采用同一坐标系统。形分析软件。(2)实时动态测量1．1GNSSRTK(realtimekimematic)技术是全球卫星导航GNSS是利用全球的所有导航卫星所建立的覆定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动盖全球的全天侯无线电导航系统。目前可供利用的态差分定位技术，它能够实地地提供测站点在制定全球卫星导航系统有美国的GPS(GlobalPositioning坐标系中的三维定位结果。它是测量技术发展里System)、中国的BDS[BeiDouNavigationSatellit

6、e程中的一个突破，由基准站接收机、数据链、流动站59第1期矿山测量2015年2月接收机三部分组成，平面精度为1—2cm。作者经过通讯、供电、计算软件及数据分析等模块组成。工作多个地表移动观测站项目的试验，RTK在高程方面时通过数据传输系统将同一时刻的基准站及监测站无法满足四等水准的的要求，日常观测中RTK只用的原始数据发送至数据中心，采用专业的变形监测于监测点平面位置的测量。软件对数据进行自动解算处理，得到监测点实时的(3)实时监测系统mm级精度成果。系统的缺点是一次性投入成本过GNSS实时监测系统是一个卫星导航、计算机技高，制约了其在观测站中的高密度使用，因而监测站术、通信技

7、术、网络技术、数据处理技术等高新技术在观测站中的合理布设将至关重要，随着数字及智于一体的综合系统(参见图2)。GNSS实时监测系慧矿山建设浪潮的到来和BDS测量型接收机芯片的统由基准站和监测点组成，基准站设置在稳定的非批量生产，这种观测方法将在煤矿地表沉陷观测中变形区，一般设置在矿区工业广场周边，监测点设置发挥主导作用。在观测断面上。系统主要由接收机、天线、天线罩、图2GNSS实时监测系统1．2数字水准仪2工程实例数字水准仪是集光学技术、电子技术、编码技术、图像处理技术、传感器技术和计算机技