应用研究
GPS定位在金家渠煤矿贯通中的应用
梁吉平
(神华宁夏煤业集团金家渠煤矿宁夏吴忠751505)
与皮
摘要：日前，GPS定住技术已广泛地应用到各项工程当中，随着近期煤发生产的快速发展，大部分矿区由于生产的扩大和矿区控制网的破坏原有的地面控制已满足不了现有矿山生产建设的需求，急需扩大原有的控制面积，而且与原有的地面资料相统一，笔者就GPS在金家果煤矿并高精度黄通中的成功应用了利用GPS网内相对精度高的特点来控制近并点的相对点位误差，根据货通的特点改变起算条件来消除超算数据误差，由此探讨矿区GPS近并网的布设、解算方法以及分析对矿并建设的影响。
关键调：GPS近并网并下测量黄道
中图分类号：P631.4
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2012)04-0096-02
GPS卫星定位技术已广泛应用于矿山测量实践，它具有高精度、全天候、全球性、点闻无需通视等优点，一般双频GPS接收机静态基线解算精度为±(5mm+10-D)，明显优于常规测距仪器的测距精度，对于基线小于50km的基线，其相对定位精度可达到12x 10-6，具有定位精度高的优点，
金家渠煤矿为新建煤矿，矿区周围没有建立地面控制网，在该贯通工程的地面控制部分应用了GPS定位技术，取得了较好的应用效果，主副斜井的正确贯通对于金家渠煤矿能否按设计顺利施工投
产起着关键的作用。 1、矿井概述
金家渠煤矿是神华宁夏煤业集团马家滩矿区开发建设的一个特大型矿井。金家渠煤矿建设规模为400万吨/年，服务年限67.3年。主斜井倾角16度，并筒斜长1895.6米，掘进断面15.1平方米，净断面 12.8平方米，井筒中心线坐标方位角为135度，运输方式为皮带运输。副斜并倾角20度，并简斜长1565.1米，掘进断面17.7平方米，净断面13.6平方米，井筒中心线坐标方位角为135度，运输方式为单轨提升运输。两井简于2010年9月15日开工，2012年3月17日分别在主井490米和副斜井510米处贯通，贯通误差分别为12mm和21mm，
达到了较高精度贯通目的。 2、定位原理
通过地面使用GPS接收机同时接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点R至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站R的位置。如图1，设在时刻在测站点R用GPS接收机同时测得R点至三赖GPS卫星 S,S,S,的距离P，P3，P通过GPS电文解译出该时刻三颗GPS卫星的三维坐标分别为(X',Y,Z),j=1,2,3。则可求出P点三维坐标(X,Y,Z):
p′ =(X X")* + (Y Y")* +(Z Z')* =(XX")° +(Y")*+(ZZ")
[j =(XX") +(Y ") +(ZZ")
S2
S1
RI
R2
R3
图1GPRS卫星定位原理
S3
(1)
2.1近井网的布市设
金家渠煤矿是新建矿井，原有矿区控制网已经遭到破坏，为了保证主副斜井的顺利贯通，须在矿区地表建立地面近井控制网。近并网必须满足井下贯通测量的要求。由于并筒是矿井的开拓工程，要求精度高于其它巷道贯通工程，通过对近期GPS应用方面的实践与比较，大胆选用GPS建网方案，井简位置及网形布设如图2所示：
H.L
HYW
回风料步
主斜井 20/ 创斜并
6
TZY
图2并筒位置及网形布设
图2中，HYW、TZY均为国家四等点，JTP为国家二等点，01、02 为主副井井口近井点，构成本次贯通测量的地面E级GPS网，按E级 GPS静态相对定位的观测要求进行外业施测。
2.2 GPS解算
GPS相对静态定位是用安置在一条或多条基线的端点两台或两台以上的接收机同步观测相同的GPS卫星，以确定基线向量。通过一个已知端点用基线向量推求其它待定点的坐标。
2.2.1GPS基线解算双差观测线性方程为：
[a,
DD()= /c[;()m; ()n ())
g
(2)
+ J / c[p(t) p, (t) P(r)+ p/ (r))
式中：C：电磁波传播速度p：对应观测站至卫星的距离f：信号频率
&，、y:、&,对应的向量改正数N：整周未知数消去接收机钟差等有关项后的误差方程为：
[ar,]
*(r) = /c(, ()m, (0) ()
* + (r)[&,]
当观测的卫星数为n/时，误差方程组为：
(3)