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安徽理工大学
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[硕士论文] 石长伟
测绘工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤炭资源是我国国民经济和社会发展的基础性能源与重要原材料。近年来,由于煤炭资源的高强度开采,所造成的地表沉降和环境问题也日益显现,为满足矿井安全开展‘三下’采煤工作的需要,恢复与重建矿区生态环境,对矿区的地表移动沉陷进行持续的监测显得极为重要。对于传统的地表监测方法来说,其工作周期长、劳动强度大且覆盖面积也有限,不能适应矿区生产的要求。随着我国第三代“北斗”卫星导航定位系统的组网,GNSS技术的精度得到了很大的提高,与之相关的自动化监测设备、CORS-RTK技术等在矿山测量中应用也得到了推广。受矿区地理环境的影响,地表移动沉陷的规律也较复杂,同时,由于GNSS技术受高程精度限制较大。因此,本文针对朱集东矿1222(1)工作面的地表移动变形规律及探究CORS-RTK技术在矿山测量中应用的精度及RTK高程、高差代替四等水准测量的可行性。本文所做的工作和成果如下:
  通过对朱集东矿1222(1)工作面进行资料收集、选点埋石、外业数据采集、数据整理等工作,结合矿山开采沉陷理论及矿山开采沉陷综合数据处理与分析软件MISPAS软件、HGO等进行外业数据进行计算及分析,求取地表移动变形参数,绘制了地表移动变形图,分析了地表移动变形规律等。
  通过对1222(1)工作面附近村庄的监测点观测,结合“三下”采煤的相关理论和要求,求取村庄监测点的移动变形量,采用村庄三维变形显示系统软件简称“3DMS软件”对村庄监测点的移动变形进行可视化显示,在此基础上分析村庄变形规律及变形趋势。
  通过对高程系统理论知识的学习,对高程转换模型进行研究,建立了二次曲面模型、多面函数模型、BP神经网络模型三种高程转换模型,并采用1222(1)工作面前期静态数据训练,验证了高程转换模型的精度和可靠性,在此基础上对外业采集的CORS-RTK数据进行高程转换,将转换后的高程、高差与四等水准测量的高程、高差进行对比,探究了RTK高程在矿山开采中代替四等水准测量的可行性。
摘要:当前GPS高程转换的方法较多,在进行转换时要根据现场情况选择不同的高程转换方法,本文通过采用不同的GPS高程拟合方法对实际测量数据进行计算、分析,验证了在小区域地势平坦的地区用GPS高程经转换后是否可以替代水准测量的可行性....
摘要:针对二次曲面模型和BP神经网路模型在GPS高程转换中存在的一些问题,本文介绍了RBF神经网络及其算法,并将其应用在GPS高程转换中,通过实例比较并分析了RBF神经网络模型在区域性GPS高程拟合中应用的可行性....
摘要:首先分析了平差过程中观测值误差对所有改正数的影响,介绍了几种经典的等价权函数模型,并分析了各模型的特点,结合实例,以模拟粗差的方式,分析对比了四种等价权模型的抗差效果.结果表明,IGG相对其他方案而言,能较好的抵抗粗差的影响并能够取得理想的抗差效果....
摘要:在GPS网平差中,其观测值为三维基线向量,基线向量3个分量间存在较强的相关性,在平差时必须考虑.根据等价方差-协方差理论,本文以GPS网平差为例,对比IGG-2方案,说明了等价方差-协方差理论在相关观测抗差估计中的优越性....
摘要:在实际地表沉降观测过程中,各种误差致使观测向量中粗差对状态滤波值产生影响.根据标准卡尔曼滤波理论导出了地表移动观测站数据处理的抗差卡尔曼滤波模型,将抗差卡尔曼滤波模型应用到淮南某矿开采沉陷地表监测站沉降监测数据处理中,对该矿地表沉降监测实例进行模拟计算,结果表明该模型能够有效减弱或消除观测值中粗差的影响,提高数据处理的可靠性,获得可靠的分析结果....
摘要:针对单基站CORS RTK在矿山开采沉陷地表移动变形监测中测量精度偏低的问题,构建基于方差分量估计原理的自适应卡尔曼滤波算法,以CORS RTK在各历元采集的平面坐标与正常高为基础,利用CORS RTK实测数据并对比分析四等水准测量成果,分析得出滤波后的CORS RTK测量精度得到了较大的提高,并满足矿山开采沉陷地表移动变形监测的精度要求....
摘要:构建自适应卡尔曼滤波预报模型,利用GNSS CORS连续运行实时监测数据,通过自适应卡尔曼滤波预报值、标准卡尔曼滤波预报值及实测数据对比分析,得到自适应卡尔曼滤波预报偏差明显减小,预报精度明显提升,满足了地表移动变形实时监测的精度要求....
摘要:简述了CORS系统的原理和单基站CORS系统的组成部分及建造步骤,结合朱集东矿单基站CORS系统的实际测量情况,对单基站CORS系统在矿山测量中应用的精度进行分析,通过对系统的精度分析,说明单基站CORS系统具有可在地表移动监测中和矿山测量中应用的优势....
摘要:以GNSS CORS开采沉陷自动化监测系统监测站的空间位置为基础,结合开采沉陷的特点,构建卡尔曼滤波模型,进一步改善该系统的测量精度.利用实时监测站的实测值并对比其滤波值,得出滤波后的内符合精度得到较大的改善,满足开采沉陷的精度要求....
摘要:文中针对煤矿开采沉陷自动化监测系统高程测量精度偏低的问题,以GNSS CORS开采沉陷自动化监测系统监测站的空间位置为基础,结合开采沉陷的特点,构建卡尔曼滤波模型,进一步改善该系统的测量精度.利用实时监测站的实测值,对比其滤波值得出滤波后的内符合精度的到较大的改善,平面位置精度平均提高31.8%,完全满足开采沉陷对平面位置精度的要求;高程精度提高14.8%,基本满足开采沉陷对高程的精度要求....
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