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礦山測量論文范文1
關鍵詞：測量控制網；陀螺定向；井下礦；礦山測量
井下礦山測量是工程測量領域專業性較強的項目，也是礦產資源開發中不可替代的環節。鑒于其工作環境的特殊性，井下礦山測量擁有自身的特征。在測量工作中，測量控制網中的陀螺定向邊數的計算就是一項不可或缺的數據。這項測繪理論在國內外也擁有著較長的發展歷史。我國的井下礦山測量從早期的計劃經濟時代就有了較快的發展并形成了自身的理論體系。現階段，高新技術的普級和運用為井下礦山測量帶來了更多的便利操作方式。然而，在井下測量中，基礎的測繪工作組成環節仍占據著重要的地位。
1. 井下礦山測量的基本闡述
井下礦山測量的工作環境多處于自然條件較為惡劣的礦區，我國的礦藏資源地理分部極為廣闊，且極不均衡，部分礦藏開發區所處的地理環境較為復雜，給礦山測繪帶來了較大的工作難度。綜合種種的自然和人文因素，礦山測量的作業具有其自身的特征和工藝方法。在井下礦山測量中，通常會遇見無法通視的情形，在更為復雜的環境下，照相也較難有效開展。同時，在儀器設備的使用上，也會出現電磁波傳導困難的狀況，而陀螺經緯儀在井下定位中能有效的解決這個問題?，F階段，電子激光經緯儀的運用，在斜井施工測量管理和繪圖上，不僅有效的提高了速率，還大幅的降低了操作員的勞動強度。當前，地面遙感技術及現代新測繪設備的運用，讓井下礦山測量逐步的擺脫了原始的操作方式，不僅更為節省人力和時間，還大大的提高了測繪的精確性。然而，由于某些測量技術，受到自然環境的限制，難以大面積推廣，在使用上仍存在著較大的局限性。
井下礦山測繪工作，務必全部遵循我國《測繪法》的規定，即測繪工作人員必須擁有專業的證書，相關的督導和行業主管部門也務必擁有規定以上的資質。當前，根據各個礦山屬性的不同，礦山測繪的成果大都是處于“自享”的狀態。
2.井下礦山測量控制網的設計
井下礦山測量控制網的主要設計任務，就是保持導線的最遠點精度，能使導線的陀螺定向邊數計算誤差在控制范圍內。計算陀螺定向邊數，是在可靠性為0.997的條件下進行的，也可理解為是在置信概率或者置信水平為0.997的條件下進行計算的。早在上個世紀70年代，前蘇聯的礦山測量技術規程就對精度做出了規定，要確保將巷道平面的精度。在我國的礦山測量控制網的設計中，針對陀螺定向邊數的計算并沒有考慮到系統本身的極端誤差。所使用的計算方法會用控制網本身的定向誤差，導致點位誤差。據實踐總結，有時候這個誤差 值較大，并可能對導線網的總的點位誤差帶來較大的影響。
井下礦山測量控制網中，任意的陀螺定向邊，其方位角的誤差計算方式將受到三個因素的影響。其中，陀螺經緯儀改正數的起始邊坐標方位角會存在誤差，這個誤差值會影響最后的總體結果；另外，地面陀螺方位角也會存在誤差；最后是井下定邊陀螺方位角的誤差。這三個方位角的誤差值的平方和，進行開方計算，就得到了整體的系統誤差。在測量計算的過程中，前兩個因素是陀螺經緯儀改正數的誤差，因起始邊坐標方位角的誤差可能很小，大約在正負2″到正負5″之間，所以可以忽略。測繪期間，陀螺經緯儀的改正數會隨著時間的變化而變化，要最終確定這一誤差便需要長期的觀測。
3.井下礦山測量控制網中陀螺定向邊數的計算
3.1 消除陀螺定向邊數計算誤差的三種方法
第一種方法是在已知的起始邊上進行長期的重復觀測，確定改正數，在開始之前和結束之后分別觀測五次左右，取其平均值；第二種方法是在測繪開始之前觀測兩次，并在井下確定3、4條定邊，再觀測兩次，一共進行4次觀測，取其平均值；第三種方式是在開始之前，進行10天以上的觀測，確定改正數，然后在每天的井下定向觀測之后再確定一次改正數，將觀測期間的所有陀螺定向邊數的觀測值求其平均數。第三種方式是一種非常復雜且工作量繁重的方法，且對時間的敏感度較差，使用的范圍較小。
三種消除誤差的方式各有其使用的范圍，并各有特點。第一種方式獲得的誤差值較大，第二種方法獲得的誤差值最大，第三種方法的誤差值最低。在計算陀螺定向邊數的時候，第一種方式是最可取的。它不僅能夠消除定向誤差對測量控制網各部分相互位置的影響，還能解決巷道貫通的問題，其運用范圍較為廣泛，是一種可以推廣使用的方法。
3.2 陀螺定向邊數的計算
我們在第一種方式下，分析陀螺定向邊數的計算。
首先，控制網的點位誤差通過定向誤差計算而來，它與待定點的導線長度成正比。
在陀螺經緯儀定向邊分段的過程中，導線點位的總誤差通過長期的實踐觀測可以獲得。
其中，定向誤差所引起的導線點的點位誤差（ ）、邊長丈量時偶然誤差的影響系數（μ）及系統誤差系數（λ）、水平角測角誤差（ ）、導線邊數（n）和杯陀螺經緯儀分成的段數（k），都將影響經緯儀導線點位的總誤差（ ）。
其計算公式如下：
在計算陀螺定向邊數的時候，可利用反映分段長度變化與到點長度和點位誤差關系的曲線圖，來簡單迅速的確定定向邊數。陀螺經緯儀定向邊的邊數就是如此確定的。在定向誤差為正負10″和正負15″之間，繪制出分段長度與導線長度和最遠點誤差的關系圖。我們通過圖可以觀測到，根據確定的導線距離和最遠點的誤差，只要誤差能控制在曲線2、3之間或者3、4之間，便可以獲得導線分段的必要長度，并進一步求得陀螺定向邊的邊數。
一般情況下，礦山井下控制網的設計過程中，井底的車場起點到導線終點的總長度，關系著未來較長時間的礦藏采挖工作，陀螺定向邊數的計算根據第一種控制網的設計方式完成，即可保證測繪工作的可靠性。若是控制網有多個部分，陀螺定向邊數將取各個單獨部分的數值總和。井下礦山的陀螺定向邊數的計算誤差應在正負10″和正負15″之間，這也是工程測量工作者在長期的實踐經驗中，總結而來的。
長期的實踐和分析也表明，在井下礦山測量控制網的設計工作中，可靠性在大于等于0.997的范圍內，井田的兩翼可以長達7公里，若是希望兩翼更長，則需要采用控制網的輔助歸心，且不宜設計分段長度小于500米的控制網。根據井下礦山的測量控制網的最遠點誤差和控制網的可靠性，每個導線的長度和繪制的曲線圖均可以確定陀螺定向邊數。
參考文獻：
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礦山測量論文范文2
關鍵詞：礦山 井下測量 探討
一、引言
礦山測量工作是指導和監督礦山安全生產的重要保障，為采礦一線服務及平衡生產方面提供了積極的作用。隨著科學技術的不斷進步，工程建設項目增加，內容日趨復雜，對礦山井下測量工作的要求也越來越高。因此，提高礦山井下測量工作的技術，增強井下測量技術的免疫性顯得格外重要。礦山包括礦井聯系測量、井下控制測量、井巷施工測量、井巷貫通測量、礦塊施工和采場驗收測量、礦區路線測量、采剝工程測量及礦山移動的觀測等。其中礦山的井下測量是礦山測量的重要部分，是保證施工安全的重要環節。
二、礦山井下測量的特點
煤礦測量工作是煤礦生產建設的重要環節，也是煤礦企業的重要組成部分。它是煤礦生產建設、改造和編制長遠發展規劃等技術工作的基礎。煤礦井下測量工作的主要工作環節包括以下幾個方面：建立地面和井下測量的控制系統，這個系統為各種不同的井下測量工作提供相關的可靠數據，對于地面系統：要根據國家相關文件要求，對地面設施的建設進行相關測量；對于井下系統，在煤礦生產的每一個井下環節，對井下的環節根據國家的規定進行監督；利用測繪資料，解決在煤礦生產中的相關問題，并為煤礦災害的預防、救護提供有關的測繪資料，建立有關地表、巖層和建筑物變形方面的觀測平臺，方便分析礦井表面的地形情況，從而完成礦井表面的地籍測量工作。井下的測量工作，是對井下巷道進行測設、標定，收集信息資料就是要測繪各種煤礦井下相關測量圖，滿足煤礦企業在井下的生產需要；根據礦區的地表狀況，設計和修改各類煤柱，完成井下的各種測目標，分析并解決井下工作的相關問題，并且要參與煤礦企業的長久生產發展的工作制定。
三、礦山井下測量的基本工作
井下測量的工作主要是負責巷道施工的據進工程、開拓工程和貫通工程等等。在井巷開拓和采礦工程設計時，在對井下巷道的開挖設計中對巷道的掘進方向、坡度都有明確的規定。巷道施工時的測量工作，就是根據設計要求，將其標定在實地上，其中主要的測量工作就是給出巷道的中線和腰線。中線是巷道在水平面內的方向線，通常標設在巷道頂板上，用于指示巷道的掘進方向。巷道腰線是巷道在豎直面內的方向線，標設在巷道兩幫上，用于控制巷道掘進時的坡度。同一礦井的腰線高于軌面設計高程應為一個定值，例如我公司井下三采區軌道、膠帶、回風巷腰線距底板（軌面） 1.4 m。巷道施工測量是生產礦井的日常測量工作，它是在井下平面控制測量和高程控制測量的基礎上進行的，而且直接與生產（建設）聯系。所以在施工測量之前，應該認真、仔細審閱設計圖紙，了解巷道的性質和用途，弄清新老巷道的幾何關系，以及設計巷道周圍的地質條件，水、采空區等情況。必要時，應該用解析法或圖解法檢查設計要素；然后才能到現場進行標定。在巷道掘進過程中，應及時給出中、腰線，隨時檢查并填繪礦圖。巷道施工測量直接關系著采礦工程的質量，關系到施工人員及礦井的安全，礦山測量人員必須認真、及時、細心地配合施工部門進行工作。
四、井下測量的常見問題及解決辦法
4.1 礦山井下測量的環境差，必須做好下井前的準備
礦山井下作業環境差，難度大，必須做好全面的準備：1在風流較大的巷道提前考慮采取擋風措施。我們一般在進行工作時是先關下抽風機。2在測量路線與繁忙的運輸線路重合是要申請時間，以免在測量過程中造成臨時中斷甚至返工或因急躁而出現錯誤。3、有些巷道由于季節原因都會有很大霧氣，對于瞄準目標有很大影響，更影響全站儀測距，經常出現能瞄準目標卻無法測出距離的情況。在這樣的巷道施測時導線應適當縮短導線邊長。如果s短邊長后造成測量精度不能滿足要求時則要考慮改變測量路線或選擇合適的時間段，一般夏季井下巷道空氣濕度大，較易形成霧氣，秋冬季節巷道較干燥。
4.2 下井前的工具資料要齊全，以避免在作業的過程中影響進度和質量
4.2.1、工具準備
儀器選定后還要對工具包進行檢查，記錄本、筆、鋼尺、垂球、垂子是否齊全。例如平時經過使用經緯儀放線在全站儀時要檢查電池電量。在日常儀器過程中發現2C超限、指標差超限、氣泡不居中等問題應及時檢校。此外還應定期檢查儀器的螺絲、旋鈕是否牢固、可靠，否則一旦下井后在發現腳架不穩又無合手工具，將會相當麻煩。
4.2.2、資料準備
撥門點與測點距離、掛線方向、起算點方位等。要是需要坐標定向掛線的還要檢查起算坐標掛線坐標超全沒有，有無遺漏及錯誤。以上這些雖然都是一些小問題，但是一旦出問題就得上井去取既費工費時又影響施工進度。所以在井下測量工作前由測量小組的每個人根據測量分工清點各自應帶的東西，同一個測量地點盡量使用同一個測量原始記錄本，這樣萬一少帶數據，也可能從記錄本中找出來可用數據，保證測量工作能進行。
4.2.3、井下測點的使用
1、無論前視、后視還是儀器站一定要保證測線可自由下垂，防止出現對點錯誤。2、防止用錯測點：實例在魚兒山坑口實習期間，在深部負125中段測導線點時。由于巷道噴漿把測點覆蓋后，由工人錯誤的寫上。雖然此事未造成后果，但吸取的教訓是一定要嚴格執行規程，在復測檢查角的同時也要認真檢查距離。以便檢核所用導線點得正確與否。同時，每次測量時前視人員應把所用導線點親自指給給儀器觀測者。同樣儀器觀測者把測點指給后視人員。這樣可能避免用錯測點，造成不必要的損失。3、觀測、記錄、資料檢校 。由于井下觀測條件較差，觀測線路上人員、礦車多。在觀測時一定不能急躁，讀數要清晰，記錄要規范像一些數字0、6、9及7、1要寫清楚。有些記錄人員習慣在第一鏡位讀完后就提前把第二鏡位的大數提前寫好，認為這樣可以節約時間，殊不知這樣容易產生固定思維，在第一鏡位讀錯后無法發現，從而使這一校核手段失去作用。另外在校對記錄本時也要細心，獨立計算，避免因記錄人員已計算數據的影響。后檢校人員受前檢校人員計算結果的影響產生固定思維也沒有檢查出來。因此在記錄、檢查、計算的過程中測量人員要始終保持高度責任心和嚴、細、實的工作作風。
五、總結
礦山井下測量是礦山地下礦產開采的的重要安全保障，在進行礦山開采的過程中，必須嚴格執行安全生產的規范，礦山井下測量時執行地下開采的重要基礎保障。在礦山開采過程中，井下測量能夠指導施工隊根據開挖開采圖進行施工，是保證安全開挖和節省經濟效益的重要保障。
參考文獻：
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礦山測量論文范文3
關鍵詞 專業認證 測繪工程 質量監控 課程體系
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
經濟全球化發展，推動了工程技術職業全球化和工程專業人才跨國流動，相應地推動了高等工程教育適應全球化發展趨勢。由于不同國家、地區工程教育的體制和辦學條件不同，如何界定和評價其辦學水平、人才培養質量，實施各國工程教育專業可比性和等效性的專業認證，是工程專業教育界和工程技術界共同關注的問題。另一方面，我國高等院校工科專業培養出的工程科技人才總量居世界前列，但存在著一系列問題。究其原因，一是進入新世紀以來，我國高等教育已從精英教育擴展為大眾教育，與精英階段培養出的“杰出工程師”相比，目前教育質量落差較大，越來越引起公眾的不滿；二是我國工程教育面向工程實際的工程技術教育相當欠缺，迫切需要尋求提高教學質量的有效管理、評估體系。本文結合專業認證，探討如何設置測繪工程專業課程體系，以提高測繪專業教育質量，培養學生對采礦行業發展的適應性、促進專業國際互認，提升專業國際競爭力。
目前國際上，工程教育的學位互認協議有《華盛頓協議》、《悉尼協議》、《都柏林協議》和《首爾協議》等4個，其中《華盛頓協議》被普遍認為是最具權威性、國際化程度最高、體系較為完整的工程教育專業互認協議?！度A盛頓協議》是一個有關工程學士學位專業鑒定國際相互承認的協議，1989年簽約之初，這個協議覆蓋了3大洲的6個國家，即美國、加拿大、英國、愛爾蘭、澳大利亞和新西蘭，目前《華盛頓協議》已經在世界范圍內享有聲譽，吸引了覆蓋27國的歐洲國家工程協會聯合會前來談判入盟問題。我國在2005年、2007年、2009年作為華盛頓協議體系的觀察員參加，2013年11月在韓國首爾召開的國際工程聯盟大會上，《華盛頓協議》全會一致通過接納我國為該協議簽約成員，我國成為該協議組織第二十一個成員，這在一定程度上表明我國工程教育規模取得高速發展，位居世界第一的同時，質量也得到了國際社會的認可。中國礦業大學測繪學科于2013年5月接受并通過了中國工程教育認證協會的專業認證。筆者有幸參與組織、實施了本次專業認證工作。以下是筆者作為專業認證全程準備工作主要參與者的一些認識和體會，以供其他院校參考。
1 專業認證標準
認證標準分為通用標準和專業補充標準兩部分。通用標準是各工程教育專業應該達到的基本要求；專業補充標準是在通用標準基礎之上根據本專業特點提出的特有的具體要求。
1.1 通用標準
通用標準共包含7個方面的內容：（1）學生，包括專業吸引優秀生源、學生指導、學生表現跟蹤與評估、轉專業、轉學等制度；（2）培養目標，包括畢業要求、培養目標修訂；（3）畢業要求，包括專業知識、基礎知識、職業道德、人文科學素養、創新和團隊精神、國際視野、終身學習等；（4）持續改進，包括教學過程質量監控機制、畢業生跟蹤反饋機制、社會評價機制等；（5）課程體系，包括數學與自然科學、工程基礎、專業基礎、專業課、工程實踐、畢業設計（論文）、人文社會科學類等課程；（6）師資隊伍，包括教師人數、教師結構、企業或行業專家作為兼職教師、教師工程背景、教師教學時間等；（7）支持條件，包括教室、實驗室及設備實習基地、計算機和網絡以及圖書資料資源、教學經費、教師隊伍建設、教學管理與服務規范等。在上述通用標準中，課程體系方面的內容很模糊，只給出了工程教育專業應在哪些方面開設課程，并沒具體的課程名稱。
1.2 專業補充標準
專業必須滿足相應的專業補充標準。專業補充標準規定了相應專業在課程體系、師資隊伍和支持條件方面的特殊要求。測繪專業補充標準包括3個方面：
課程體系，分為理論課程、實踐環節和畢業設計（論文）。理論課程包括：（1）數學、物理類課程，其中數學類課程應包括高等數學、概率論和數理統計及線性代數等基本知識。物理類課程應包括力學、振動、狹義相對論力學基礎、光學、分子物理學和熱力學、電磁學等基礎知識；（2）工程基礎類課程，主要包括工程力學、計算機與信息技術基礎、工程制圖及電工與電子技術等；（3）專業基礎類課，教學內容為：測量學、誤差理論與測量數據處理等；（4）專業類課程，作為煤炭行業特色高校，除大地測量學基礎、攝影測量基礎、GPS現代定位技術等核心知識需要掌握外，必須掌握的核心內容還應該包括礦山開采及沉陷控制工程、礦山測量學及土地復墾工程等。實踐環節包括：（1）課程設計：大地測量學課程設計、工程測量課程設計等；（2）現場實習：認識實習、生產實習及畢業實習，建立相對穩定的實習基地，密切產學研合作，使學生認識和參與生產實踐；（3）科技創新等多種形式的實踐活動。在畢業設計（論文）一項，要求選題應符合本專業的培養目標并且以工程設計為主，需有明確的應用背景。
師資隊伍。有兩點要求，一是從事本專業主干課程教學工作的教師其本科、碩士和博士學位中，必須有畢業于采礦工程專業，部分教師具有相關專業學習經歷，二是要求專業教師具有工程背景，即從事本專業教學（含實驗教學）工作的80%以上的教師至少要有6個月以上的廠礦企業或工程實踐經歷。
支持條件，包括專業資料、實驗條件和實踐基地。一是專業資料，要求配備各種高質量的（含最新的）、充足的教材、參考書和相關的中外文圖書、期刊、工具手冊、電子資源等各類資料，其中包括國內外典型測繪工程案例；二是實驗條件，一是要求實驗設備完備、充足、性能優良，滿足各類課程教學實驗的需要，且實驗室布置合理、安全，二是要求實驗技術人員數量充足，指導學生進行專業課程等方面的實驗；三是實踐基地，需擁有校內外實習基地、產學研合作基地和以校外礦山企業為主的實踐基地。
從上述通用標準和測繪工程專業補充標準可看出，課程體系是培養目標細化的基礎，師資隊伍是教學質量監控體系和保障體系，可保證課程目標的實現，而支撐條件是課程教學的配套體系，對培養目標、師資隊伍建設等方面產生促進作用。因此，要使學生畢業時達到培養目標要求，最基礎的是要加強課程體系的建設。
2 課程體系建設
2.1 以培養目標為細化標準，進行課程體系設置
測繪工程專業的目標是“培養掌握空間信息采集、表達、處理與利用知識的高級工程技術人才”。要求學生畢業后能通過運用全站儀、陀螺經緯儀、計算機、遙感、衛星定位、地理信息系統等現代化儀器手段或常規測繪方法，在城建、土地、房地產、礦山、交通、水利等部門從事各種工程的測量制圖、勘測設計、資源環境信息分析處理及相關的設計管理和科學研究工作，如城市與廠礦工程測量、測量數據處理與計算機制圖。地理與土地信息系統開發、地籍測量與房地產管理、變形與沉陷觀測及其控制、國土資源評價與管理等。
衡量培養目標實現的標準是看學生是否掌握了空間信息采集、表達與處理等方面的基本能力和知識，即學生應掌握：（1）測繪學科的基本理論和基本知識；（2）測繪工程的設計及實施方法；（3）基礎測繪、礦山測量、土地復墾等技術；（4）先進的測繪生產組織和技術管理基本能力以及測繪新技術研究和開發的初步能力；（5）國家有關采測繪生產的基本方針、政策和法規；（6）測繪學科的發展動態；（7）文獻檢索、資料查詢的基本方法。具備前述7個方面的知識和能力，才能畢業。為使學生達到培養目標，可從畢業生具有上述7個方面的要求進行課程設置，如開設畫法幾何及工程制圖、測量學基礎、大地測量學基礎、攝影測量基礎、測繪工程專業英語、現代測繪新技術、測繪法律法規、文獻檢索與科技論文寫作等。以測繪工程專業培養目標為依據進行課程設置，符合專業認證中測繪專業補充標準“專業基礎類、專業類課程”要求。
2.2 以專業認證標準為基礎，進行課程體系設置
專業認證一個重要內容，就是強調學生的實踐，針對這要求，需要加強“面向工程實際”的工程技術教育，可設置各類課程設計和實習，訓練學生的動手和實踐能力。因此，除理論課程體系外，還要設置實踐課，如測量學基礎實習、礦山認識實習、攝影測量基礎實習、基礎地形圖測繪生產實習、測繪畢業實習、大地測量課程設計、通風安全學課程設計，另外在有條件的廠礦企業，建設一批產學研基地，為實踐課順利進行提供實景場所。專業認證一個顯著的特色是要求企業或行業專家作為兼職教師參與學生教學，來自現場的教師把行業發展形勢和需求反饋到教學，使學生所學的知識能真正解決現場需要，因此，可設置一些反映行業形勢的課程，如數字化測繪、現代測繪新技術、礦山測量新技術等課程作為選修課，供學生學習。另外，測繪專業屬于工科，除開設一些諸如基本原理概論、思想和中國特色社會主義理論體系概論、中國近現代史綱要、思想道德修養與法律基礎、大學生心理健康教育與指導等必要的人文社會科學課程外，還需按照工程認證“通用標準”并結合“測繪專業補充標準”設置數學、力學和信息基礎課程，如高等數學、線性代數、數理統計和概率論、大學物理、理論力學、材料力學、彈性力學、電工與電子技術、計算機與信息技術基礎等。
2.3 以畢業生服務行業為特色，進行課程體系設置
專業認證體現出的基本思想、基本條件和基本要求，是同一類型專業培養目標和規格要達到的最低標準，是專業建設質量的最低門檻。專業的特色建設是鼓勵專業的個性發展，體現專業建設的差異性，強化特色，突出能力，探索適應社會不同類型人才需求的人才培養模式，為社會提供高質量的專門人才。中國礦業大學是一所以培養煤礦人才為主要目標的高校，其培養的測繪工程專業學生除從事常規的基礎測繪、工程測量等行業工作外，還有相當一部分學生從事煤炭行業的測繪相關工作。因此，需針對我校的行業特點設置一些特色課程，如礦山開采沉陷學、土地復墾學等。
礦山測量論文范文4
關鍵詞：GPS-RTK 載波相位 應用
中圖分類號：P25 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0030-01
GPS RTK技術是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術。它由GPS接收設備、數據傳輸系統和內嵌軟件構成，是一種全新的GPS定位測量方式，是GPS應用的重大里程碑。其工作原理是將一臺接收機置于基準站上，另一臺或幾臺接收機置于流動站上，通過差分處理求解載波相位的整周模糊度，實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位坐標。GPS RTK技術改變了傳統的測量模式，能夠實時地完成厘米級定位精度和不通視情況下遠距離測量坐標，且沒有累積誤差，測量精度較高。優點為工作模式簡單，需要不多的測量人員，定位速度快，操作簡便，綜合效益高等。地質礦產勘查測量是進行地質礦產建設的前提，其測量精度的高低、工作效率的快慢均對后續的礦產勘查工作帶來不小的影響。傳統的測繪技術，外業工作量極大，效率較低，且精度有時不能得到滿足。鑒于GPS RTK技術在各方面的優越性，其在地質礦產勘查測量工作中得到了廣泛的應用，主要表現在礦區控制點加密、地形測量、地質剖面測量、鉆孔、探槽等測量。
1 GPS-RTK簡介
1.1 GPS-RTK原理
GPS-RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術，是GPS測量技術中的一個新突破，可在野外獲取點位厘米級的水平精度。其基本思想是：在基準站上設置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。
1.2 GPS-RTK優點
（1）測量過程直觀透明，可實時動態顯示測量成果。能夠及時查看坐標定位，并使三維實時動態放樣、快速成圖等問題得以解決。
（2）觀測時間短。在觀測條件良好時，可在2s～5s內求得高精度的測點三維坐標
（3）全天候作業。只要在測點能夠接收到4顆GPS衛星信號，則在任何時間連續地進行作業。
（4）操作簡便，自動化程度高，大幅度減少勞動工作量。GPS-RTK測量已基本實現了智能化，觀測人員只需將天線對中、整平，量取天線高，打開電源即可進行自動觀測。
（5）觀測站之間無需通視，適應各種地形。各站之間是相互獨立的觀測值，誤差不會積累傳播。
1.3 GPS-RTK數據處理
根據精度要求和實際情況、軟件的功能和精度，分析下載的數據，查看是否各測回值滿足要求，收斂誤差滿足要求等，點屬性是否齊全。當一個點或一組點成果經檢查達不到設計要求時，必須進行重測或補測。重、補測應按原設計方法、精度要求進行。對多測回數據求平均值后，編輯成一定格式，或制作表格直接輸出，或制成GIS數據源產品，提供GIS數據庫使用。
2 GPS-RTK測量在地質工程測量中的應用
由于GPS RTK測量具有精度高、效率高的優點，其在地質勘探工程可以完成多項工作。
2.1 控制測量
目前，GPS定位技術被廣泛應用于建立各種級別、不同用途的GPS控制網。在這些方面，GPS定位技術已基本上取代了常規的控制測量方法，成為了主要手段。與常規的方法相比，GPS在布設控制網方面具有測量精度高、選點靈活、不需要造標、費用低、全天候作業、觀測時間短、觀測和數據處理全自動化等特點。
2.2 野外大比例尺數字化地形圖測量
地質勘探工程所用圖大多是1∶2000或1∶1000地形圖。用傳統方法測圖，工作量大，速度慢，花費時間多；用RTK測繪，具有采集速度快，精度高的優點，大大降低了測圖的難度，省時又省力。
2.3 野外剖面測量
地質人員在大比例尺地形圖上標出地質勘探剖面后，測量員利用RTK測量就能很方便地實測并繪制出本條剖面圖，且精度較高。
2.4 勘探工程放樣測量
采用RTK測量技術進行放樣，只需將所要放樣的坐標輸入RTK手簿中，系統就會定出放樣的點位。
3 GPS-RTK的不足及解決辦法
（1）在山區和樹林較密地方使用RTK作業，有其局限性，主要表現在收不到基站信號或者時有時無、數據初始化慢且易丟失、測量用時較長。對于這種情況，主要解決的辦法：①要選好基站，要開闊，功率開到最大，電臺天線盡可能架高。②把移動站天線盡可能架高③架雙基站工作④聯合全站儀作業。
（2）天空環境影響。白天中午，受電離層干擾大，共用衛星數少，常接收不到5顆衛星，因而初始化時間長甚至不能初始化，也就無法進行測量，可見選擇作業時段的重要性。
（3）數據鏈傳輸受干擾和限制、作業半徑比標稱距離小的問題。RTK數據鏈傳輸易受到高大山體和各種高頻信號源的干擾，在傳輸過程中衰減嚴重，嚴重影響外業精度和作業半徑。另外，當RTK作業半徑超過一定距離（一般為幾公里，每種機型在不同的環境又各不相同）時，測量結果誤差超限，所以RTK的實際作業有效半徑比其標稱半徑要小很多，工程實踐和專門研究都證明了這一點。解決這類問題的有效辦法是把基準站布設在測區中央的最高點上。
（4）初始化能力和所需時間問題。在山區、林區等地作業時，RTK衛星信號容易被阻擋、容易造成失鎖，采用RTK作業時有時經常需要重新初始化。這樣測量的精度和效率都受影響。解決這類問題的辦法主要是選用初始化能力強、所需時間短的RTK機型。
（5）高程異常問題。RTK作業模式要求高程的轉換必須精確，但我國現有的高程異常圖在有些地區，尤其是山區，存在較大誤差，在有些地區還是空白，這就使得將GPS大地高程轉換至海拔高程的工作變得相當困難，精度也不均勻。
（6）電池電量的影響。RTK耗電量比較大，電池容量小，作業時間不長久。有些條件困難地區，用電緊張，作業時間長了，就會導致沒電可用。而且電池電量不足，還會影響到RTK的發射、接收信號，導致作業效率低，成果精度不高。解決這類問題就是選擇可以外接電源的儀器，用電瓶代替普通的電池。
4 結語
GPS-RTK能實時地定位出所在位置的三維坐標，可直接進行實地實時放樣、控制測量、點位測量等。以其快速、高效、節省人力、不受天氣、地形和通視等條件的限制，被廣泛應用于地質、水文、公路等工程測量。
礦山測量論文范文5
關鍵詞：礦山，現狀，發展，評估
0引言
自2 l世紀以來，以信息技術為代表的技術革命迅速發展，而數字化更是成為信息的表現形式，1999年召開的首屆“國際數字地球”大會上又提出了“數字礦山”(Digital Mine，DM)的概念后，“數字礦山”在礦業中發揮出越來越大的作用，是礦業發展的目標和方向。而構建數字礦山，以信息化、自動化和智能化帶動采礦業的改造與發展，開創安全、高效、綠色可持續的礦業發展新模式，是我國礦業生存與發展的必由之路。
1數字礦山的概念
1.1 數字礦山的概念
數字礦山就是指在礦山范圍內建立一個以三維坐標為主線，將礦山信息構建成一個礦山信息模型，描述礦山中每一點的全部信息。按三維坐標組織、存儲起來，并提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使有關人員都可以快速準確、充分和完整地了解及利用礦山各方面的信息。
2、數字礦山的研究現狀
2.2 國內數字礦山的研究現狀
美國、加拿大、澳大利亞等礦業發達國家在數字礦山方面的研究起步較早。2001年，中國礦業聯合會組織召開了首屆國際礦業博覽會，其中包括一個以“數字礦山”為主題的分組會。2002年，以“數字礦山戰略及未來發展”為主題的中國科協第86次青年科學家論壇召開，2006年，煤炭工業技術委員會和煤礦信息與自動化專業委員會在新疆烏魯木齊召開了“數字化礦山技術研討會”。20世紀末以來，國家主要科研資助機構和相關行業部門相繼立項支持了一批數字礦山課題。包括2000年開始的一項國家自然基金課題、2006年開始的一項863課題和一項“十一五”支撐課題等。2000年以來，國內多所高校、科研院所、企事業單位相繼設立了與數字礦山有關的研究所、研究中心、實驗室，主要有：2000年設立于中國礦業大學(北京)資源與安全工程學院的“3S與沉陷工程研究所”、2005年設立于中南大學資源與安全工程學院的“數字礦山實驗室”、2007年設立于東北大學資源與土木工程學院的“3S與數字礦山研究所”和2007年設立于中國礦業大學(徐州)計算機科學與技術學院的“礦山數字化教育部工程研究中心”等。山東新汶礦業集團泰山能源股份有限公司翟鎮煤礦是我國第一座數字礦山，與北京大學遙感與地理信息系統研究所合作，在國內首開數字化礦井技術應用之先河。此外，中國礦業大學等單位相繼開展了采礦機器人、礦山地理信息系統、三維地學模擬、礦山虛擬現實、礦山定位等方面的技術開發與應用。
3.數字礦山的技術分析
3.1“3S”技術
GPS主要用于實時、快速提供目標、各類傳感器和運載平臺(車、船、飛機、衛星等)的空間位置；RS用于實時或準實時地提供目標及其環境的語義或非語義信息，發現地球表面的各種變化，及時地對GIS的空間數據進行更新；GIS則是對多種來源的時空數據綜合處理、動態存貯、集成管理、分析加工，作為新的集成系統的基礎平臺，并為智能化數據采集提供地學知識。以GIS為核心的“3S”集成是當前空間技術發展的重要方向，這主要是在空間數據處理中的GIS、RS、GPS既各有特色，有存在著密切的聯系。在解決實際問題中常常要3個系統聯合使用，用RS技術來獲取信息，再由GPS進行定位及導航GIS負責最后的處理，并提供各種圖形，提出決策實施方案。免費論文。所以3S集成系統的研究已越來越被人們所關注。免費論文。
3.2可視化技術
3.2.1可視化建立的必要性
可視化模型是數字礦山建設的基礎，只有完全掌握了礦床及井下開采環境情況，才能夠為數字礦山的建設提供基礎平臺，數字礦山建設后續的通訊系統、生產調度及人員設備定位、生產過程安全監控與預警系統、生產過程虛擬現實系統都需要以此為基礎平臺進行設計開發和系統運行。
3.2.2可視化的建立方法
可視化建模采用TIN(不規則三角網)技術產生數字地形表面模型和地質體(包括床體、巖層及斷層)實體線框模型，同時采用變塊技術建立礦床資源評價塊段模型。最終采用地質統計學方法對塊段模型進行估值，得出既有結構性又具有隨機性的復雜地質體的空間分布及品位和開采環境綜合評價技術成果，并在此基礎上進行開采方案優化與設計。
3.3虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）技術
3.3.1虛擬現實技術的概念
指利用人工智能、計算機圖形學、人機接口、多媒體、計算機網絡及電子、機械、視聽等高新技術，模擬人在特定環境中的視、聽、動等行為的高級人機交互技術。免費論文。VR 在許多工程領域和基礎研究方面已經得到較為廣泛的應用，在國外礦業領域的研究起步比較早，出現了一些2.5維的虛擬礦山系統。通過對虛擬礦山實體進行操縱，可以構造出逼真的三維、動態、可交互的虛擬生產環境，用以模擬完成在真實礦井中進行的工作。
3.3.2虛擬技術條件下礦山模擬開采技術研究
以地質及礦床模型為基礎，結合其它關鍵信息構造虛擬礦山，進行數字模擬開采，完成礦山長、中、短期開采計劃編制、地下礦巷道標準斷面設計、峒室設計、開拓設計、采礦方法設計、穿爆設計、通風設計、災變應變預案等工作。
4、數字礦山的發展趨勢
(1)實現生產過程管理和控制一體化。礦山生產過程管控一體化是指應用可視化技術，實現生產過程、工藝、設備、儀器的自動監測與控制。
(2)開發各種功能的礦山應用軟件。必須針對不同的應用和礦山工程需求，研究開發適合不同用戶、具有不同功能的礦山應用軟件，如采礦CAD、虛擬礦山、采礦仿真、人工智能和科學可視化等軟件工具。
(3)朝著構建生態礦業工程方向發展。生態礦業工程就是當人類開發礦產資源引起自然生態平衡破壞時，建立人為的生態平衡，構建生態礦業工程對實現可持續發展具有非常重要的現實意義。
(4)人工智能技術研究。自20世紀80年代中后期以來，人們已開始應用人工智能理論與技術來解決采礦工業中的各種實際問題，并逐步顯示出無法取代的優越性。運用數據挖掘與知識發現、專家系統等人工智能技術實現生產調度指揮、資源預測、安全警示、突發事件處理等決策支持功能，實現礦山的智能化。
5、結論
我國既是采礦大國，又是資源消費大國。隨著經濟的高速發展和工業化進程的快速推進，中國對礦產資源的消費將持續呈現快速增長態勢，將長期保持旺盛的需求。但是，中國礦產資源所面臨的資源短缺，供應乏力的嚴峻形勢，目前已經成為發展工業的瓶頸，如果這種勢頭繼續發展下去，勢必對國民經濟的可持續發展產生深刻影響。因此，客觀的實事求是的評價資源現狀，充分合理的利用和保護資源，以建設數字礦山來改變和確保礦產資源長期穩定供給是中國礦業走可持續發展一條正確之路。
參考文獻:
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礦山測量論文范文6
關鍵詞：GPS，RTK，高速公路測量，精度評價
1 GPS測量概況
GPS是20世紀70年代由美國陸?？杖娐摵涎兄频男乱淮臻g衛星導航定位系統，經過20余年的研究實驗，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。
GPS接收機是實現測地定位的必備條件，有單頻與雙頻兩個頻段：雙頻機適宜于大于20km中、長基線測量，具有快速靜態測量的功能，可升級為RTK功能；單頻機適宜于小于20km的短基線測量，適用于一般工程測量。RTK系統由GPS接收設備、無線電通訊設備、電子手薄及配套設備組成，其具有便攜性、操作簡便性、觀測時間短、實時可靠性、高精度等優點，完全可以滿足公路工程測量的要求，在高速公路測量中蘊含著巨大的技術潛力。
2 GPS測量原理
GPS系統是一種采用距離交會法的衛星導航定位系統。在需要的位置點P架設GPS接收機，在某一時刻t同時接收了三顆（A、B、C）以上GPS衛星所發出的導航電文，通過一系列的數據處理和計算可求得該時刻GPS接收機至GPS衛星的距離SAP、SBP、SCP，同樣通過接收衛星星歷可獲得該時刻這些衛星在空間的三維坐標。從而用距離交會的方法求得P點維坐標（Xp,Yp,Zp），其數學公式為：
SAP2=[(Xp-XA)2+(Yp-YA)2+(Zp+ZA)2]
SBP2=[(Xp-XB)2+(Yp-YB)2+(Zp+ZB)2]
SCP2=[(Xp-XC)2+(Yp-YC)2+(Zp+ZC)2]
式中（XA，YA，ZA），（XB，YB，ZB），（XC，YC，ZC）分別為衛星A，B，C在時刻t的空間直角坐標。在GPS測量中通常采用兩類坐標系統，一類是在空間固定的坐標系統，另一類是與地球相固聯的坐標系統的坐標，以便于表達地面控制點的位置和處理GPS觀測成果，在高速公路測量工程中得到了廣泛應用。
3 GPS技術在高速公路測量中的應用
3.1勘測階段
高速公路勘測階段，首先要進行控制測量，其主要任務是根據路線的基本走向布設控制點，進行平面控制測量和高程控制測量，作為測繪路線地形圖、定線測設和施工放樣的重要基礎。利用GPS衛星定位技術可以代替傳統的導線法進行路線控制測量，具有布網靈活、外業觀測速度快、全天候作業、定位精度高等優點,經內業處理可在統一坐標系下提供控制點的三維數據。。
3.2 RTK技術
RTK技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分測量技術，是GPS測量技術發展中的一個新突破，在高速公路測量工程中具有廣闊的應用前景。RTK定位技術需要在兩臺GPS接收機間增設一套無線數字通訊系統，將兩個相對獨立的GPS信號接收系統聯成有機整體?；鶞收就ㄟ^電臺將觀測信息和測站數據傳輸給流動站，流動站將基準站觀測信號進行差分處理，解出兩站間的基線值，同時輸入相應的坐標轉換和投影參數，實時得到測點坐標，因此，RTK技術還有很強的數據處理能力（圖1）。
圖1 GPS-RTK系統數據流程示意圖
其原理是，在精度較高的首級控制點上安置一臺GPS接收機，對所有可見衛星進行連續觀測，并將其觀測數據通過發射臺實時地發送給流動觀測站。在流動觀測站上，GPS接收機在接收衛星信號的同時通過接收電臺接收基準站傳送的數據，然后利用電子手簿根據相對定位的原理，實時地計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度。。RTK的動態定位與靜態定位兩種模式相結合，在公路路線勘測設計中應用于地形圖測繪、公路中線測量、縱橫斷面測量等，并可將數據導入計算機進行設計和繪圖。
3.3 RTK技術在高速公路測量工程中的應用
3.3.1進行線路勘察設計
在高速公路選線的過程中，如何準確地選擇路線使其盡量避開地勢崎嶇的地帶及居民點和農田是一個重要問題，這就可以使用RTK技術，用車載GPS-RTK接收機做流動站，按原路中線一定方向間隔采集數據，選擇另一個已知點為參考站，遇到重要地物準確定位，完畢后將數據導入計算機，利用軟件可以方便地在計算機上選線。公路設計人員在大比例尺地形圖上定線后，需將公路中線在地面上標定出來。采用實時GPS測量，只需將中樁點坐標或坐標文件輸入到電子手簿中，軟件可以自動定出放樣點的點位。。
3.3.2繪制大比例尺地形圖
高速公路選線大多是在1:1000或1:2000大比例尺帶狀地形圖上進行的。應用RTK實時動態定位測量技術，只需在沿線每個碎部點上停留幾分鐘，即可獲得每點的坐標及高程。結合點特征編碼及屬性信息，將點的組合數據導入的計算機，即可用南方CASS等繪圖軟件成圖，降低了測圖難度，大大提高了工作效率。
3.3.3應用RTK技術進行公路中線測量
應用RTK技術進行公路中線測量，可同時完成傳統測量方法中的放線測量、中樁測量、中平測量等工作,基本作業方法是：在路線控制點上架設GPS接收機作為基準站，流動站測設路線點位并進行打樁作業。根據所設計的路線參數，利用路線計算程序和GPS配套的電子手簿計算路線中樁的設計坐標。在流動站的測設操作下，只要輸入要測設的參考點號，然后按解算鍵，顯示屏可及時顯示當前桿位和到設計樁位的方向與距離，移動桿位，當屏幕顯示桿位與設計點位重合時，在桿位處打樁寫號即可。這樣逐樁進行，可快速在地面上測設中樁并測得中樁高程。并且每個點的測設都是獨立完成的，不會產生累計誤差。
3.3 RTK技術在庫庫高速測量中的應用
RTK放樣結果的精度，除受基準站點位精度影響外，還受模糊度解算誤差、坐標系統轉換誤差等影響，我們在庫庫（庫車—庫爾勒）高速公路測量工程項目的實際放樣工作中，流動站在放樣施測的同時，對沿線的已知GPS控制點進行了比對（如下表1、表2所示）。
表1 全站儀與RTK同樁號坐標較差比較
樁號 坐標較差ΔX(m) 坐標較差ΔY(m) 坐標較差ΔZ(m) RTK定位所需時間
K0 +1200.0210.0250.0124
K0 +5500.0150.0190.0253
K1+5400.0010.0050.0113
K2+3400.0020.1100.0135
K4+180 0.0130.0210.0182
K6+2200.0200.0150.02515
K7+5000.0040.0060.0114
K9+380 0.0070.0020.0098
K10+0000.0170.0240.07428
表2 10km坐標較差統計表
點位合成方向較差分級C C≤0.02m 0.02m<C≤0.05m 0.05 m <C≤0.07m 0.07m<C≤0.10m
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
點位數百分比494182
從表2統計的結果可以看出， RTK測量的點位精度可達厘米級，與傳統測量方法相比不存在誤差累積，能夠很好地滿足高速公路放樣測量的精度要求。
4 結束語
將GPS技術應用于高速公路測量能夠極大地降低勞動強度，大大提高工作效率及成果質量，非常適合于地形復雜的高速公路測量，這是傳統的公路測量作業方式無法比擬的。其中，GPS-RTK技術應用于道路地形測繪、公路中線測量等工作，可方便地進行數據的傳輸處理，在公路勘察設計單位和公路施工單位均有重要廣闊的應用前景。總之，在公路建設領域我們應加強GPS衛星定位技術特別是RTK技術的應用，以促國家高速公路建設的發展。
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