陀螺定向與gps技術(shù)在新淮立井貫通測量中應(yīng)用

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1、陀螺定向與GPS技術(shù)在新淮立井貫通測量中應(yīng)用　　【摘要】新淮工廣施工一對立井至-630m。我們使用先進的GPS測量技術(shù)、陀螺定向技術(shù)，快速建立井上下控制網(wǎng)，同時使用陀螺定向技術(shù)代替幾何定向技術(shù)進行碼頭門的施工方向標(biāo)定?！娟P(guān)鍵詞】測量；陀螺定向；GPS技術(shù)。1工程概況2005年新莊孜礦在新淮工廣施工兩個立井至-630m，井口十字線是建立在回填矸石上，十分不穩(wěn)定，隨時需要校核。為了使井上、下具備統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，必須及時進行聯(lián)測。通常我們采用經(jīng)緯儀或全站儀進行聯(lián)測，但受地面建筑物及地形、地貌影響，布點困難、導(dǎo)線長，測量工作量大而且精度也不能保證，為了解決以上問題，同時考慮到該工程是獨立工程，

2、我們選用GPS分別在新淮工廣與畢家崗三號井口布設(shè)GPS近井點。其優(yōu)點是在地面不受建筑物影響，勞動強度小，而且精度遠高于導(dǎo)線精度。2新淮工廣、畢井工廣GPS網(wǎng)布設(shè)的技術(shù)方案和測量精度6GPS近井網(wǎng)布設(shè)技術(shù)方案：根據(jù)新井建設(shè)需要和現(xiàn)場情況并充分考慮聯(lián)測點的位置及便于點的長期保存，在畢井燈房上和辦公樓布設(shè)二個近井點J211、J111。在原新礦八號井采掘樓上布設(shè)二個控制點8-33、8-11。在新井工廣布設(shè)一個近井點333共五個點，與聯(lián)測點老應(yīng)山、911、李咀孜煤倉三點一起構(gòu)成礦井GPS測量控制網(wǎng)。并保證每個點至少能與兩個以上的點通視，以便在日常使用時有檢核條件。按照《煤礦測量規(guī)程》對礦井地面

3、近井點的精度要求點位中誤差不超過7cm。后視邊方位角中誤差不超過+10”。3觀測方法3.1GPS接收機的選擇本次接受機是天王星9800雙頻接受機，做靜態(tài)測量兩臺，平面精度5mm+1ppm，靜態(tài)9600北極星兩臺，平面精度5mm+1ppm。以上四臺接受機于2002年在南京技術(shù)監(jiān)定局GPS檢定場進行鑒定，儀器各項指標(biāo)均能滿足作業(yè)要求。3.2聯(lián)測方案GPS測量獲得是WGS—84坐標(biāo)系下的空間直角坐標(biāo)，需將其轉(zhuǎn)換成BJ—54坐標(biāo)系的高斯平面直角坐標(biāo)，此次聯(lián)測由于周邊控制點的限制只能用測區(qū)外的兩個點來做聯(lián)測點。其精度滿足（GB/T18314—2001、6、3、2、8）的要求。四臺機同時觀測能構(gòu)

4、成強度較好的構(gòu)網(wǎng)和良好的控制。3.3定位模式及構(gòu)網(wǎng)方案的選擇6為保證GPS控制網(wǎng)的精度和可靠性，GPS觀測采用靜態(tài)定位模式，其同步圖形采用邊連接方式構(gòu)網(wǎng)，這樣的構(gòu)網(wǎng)方式具有良好的幾何強度和可靠性指標(biāo)及效益指標(biāo)。3.4觀測的技術(shù)要求采用靜態(tài)同步環(huán)觀測，其技術(shù)要求如下：衛(wèi)星高度角≥15°；有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥4；觀測時間段長≥45分；數(shù)據(jù)采樣間隔5秒；設(shè)站次數(shù)≥2。天線高測量，每時間段在測前和測后各量一次儀器高，測至天線邊，每次測量3次，3次互差不得超過3mm。取其平均值作為天線高，輸入GPS機。為保證成果的可靠性，在開機后查看當(dāng)天星歷預(yù)報在最少可見6顆衛(wèi)星時可以接收。儀器操作按《GPS規(guī)范

5、》執(zhí)行。統(tǒng)一調(diào)度開關(guān)機時間，各測站記錄儀器編號，開機和關(guān)機時間天線高測量值如有斷電要及時通知其他測站已重新開機計算時間段。4數(shù)據(jù)處理（1）GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理包括：基線向量的解算及GPS網(wǎng)平差計算。使用專業(yè)軟件來完成。（2）外業(yè)成果檢驗外業(yè)觀測成果的質(zhì)量檢核：同步邊觀測數(shù)據(jù)的檢核，重復(fù)觀測邊的檢核，同步環(huán)閉合差的檢核。本GPS網(wǎng)由于規(guī)模小只進行同步環(huán)閉合差的檢核。5GPS測量精度6地面控制在技術(shù)設(shè)計中用老應(yīng)山、911兩點后鏡GPS聯(lián)測發(fā)現(xiàn)精度不理想后又增加了李咀孜礦煤倉做為檢查點，提高了精度。（1）最終平差后，最弱邊相對誤差1/3萬，基線邊相對誤差1/100萬。平差后點位精度最大3.5

6、mm。滿足E級GPS點要求。（2）GPS點與紅外導(dǎo)線邊長測量統(tǒng)計表在測井坐標(biāo)和聯(lián)測導(dǎo)線時為了檢查GPS點間距使用紅外測距儀測了兩對GPS控制點的間距。對比結(jié)果見附表16新淮副井、風(fēng)井井口十字線與碼頭門標(biāo)定6.1井口十字線標(biāo)定以八號井樓8-1、8-3、新淮工廣333點作為檢查條件，當(dāng)檢查角符合煤礦測量工程要求后在333點擺設(shè)儀器，利用333點與副井、風(fēng)井坐標(biāo)進行反算，標(biāo)定出副井、風(fēng)井十字中心并建立井口十字線。十字線標(biāo)定嚴(yán)格按煤礦測量規(guī)程規(guī)定進行。標(biāo)定后的十字線垂直度副井最大誤差3.4″、回風(fēng)井最大誤差4″，均小于測量規(guī)范小于10″的要求。6.2碼頭門標(biāo)定6當(dāng)立井施工到設(shè)計碼頭門處時，通

7、常采用一井定向撥碼頭門，但按正常測量定向，時間最少需要10個小時，不但工序復(fù)雜，占用井身時間長，安全威脅也大，嚴(yán)重影響正常進尺，耗費大量人力、物力和時間，且精度低。很難保證貫通精度。我們采用陀螺經(jīng)緯儀定向法，標(biāo)定碼頭門中線，此方法的優(yōu)點是不受時間限制、觀測簡單效率高、能保證較高的定向精度。（1）井底置兩臺全站儀，兩臺全站儀與井中的夾角盡量接近90°，做擺動觀測，確定井中。（2）井中確定后，將陀螺全站儀置于井中。本次使用的索佳陀螺全站儀為15″儀器，兩測回測