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      獨立平面直角坐標系的建立及在煤場盤點測量中的應用

      2018-01-04 17:08:22謝小平
      科技視界 2017年27期

      謝小平

      【摘 要】目前煤場盤點常用的體積測量方法有皮尺測量、經(jīng)緯儀測量、基于全站儀或激光測距儀等設備的激光盤煤儀。其中皮尺測量需借助煤堆整形,目測填補等輔助措施,耗時間長、誤差大;經(jīng)緯儀測量也需煤場整形,且誤差取決于測點選擇;全站儀和激光測距儀計算量過大,需借助于專業(yè)計算機軟件,成本較高,推廣意義不大。本文利用礦井常用的儀器和設備,探討一種簡便可行的測量方法,在煤場日常盤點中應用效果較好。

      【關鍵詞】獨立平面;直角坐標系;煤堆體積測量

      1 現(xiàn)場實例

      某礦煤場平面布置如圖1所示:

      由于堆放不規(guī)則和變化快的特點,給煤場煤堆體積測量帶來了很大不便。在皮尺和經(jīng)緯儀測量中都需要做專門的整形工作,耗時耗力,且精度較差,不能滿足煤礦需要。而基于全站儀或激光測距儀的激光盤煤儀,計算量較大,需要借助專門計算機軟件,不宜推廣。本文以某礦煤場實際為例,利用煤礦上現(xiàn)有的儀器設備和軟件,運用碎部點測量建立方法,按照“先控制后碎步”的測量原則,建立獨立的平面直角坐標系做控制,探討一種實用的煤堆體積測量的方法。

      2 獨立平面直角坐標系的建立

      獨立平面直角坐標系是指當測區(qū)控制面積較小,不必進行方向和距離改正,直接把局部地球表面作為平面而建立的坐標系。本例建立獨立平面直角坐標系的流程為:

      (1)布點。根據(jù)測量通視要求,在煤場四角合適位置埋設臨時點O,A,C,D。

      (2)聯(lián)測。進行導線閉合測量,站間2C、2C互差和閉合差等檢核均不超限。

      (3)建立坐標系。假設O點為獨立坐標系原點(0.00,0.00),OC方向為坐標北方向(x軸方向),建立獨立平面直角坐標系O-xy。

      (4)建立控制網(wǎng)。根據(jù)步驟2測量結果,計算A點坐標(1.382,54.441,6.254),B點坐標(88.515,52.643,0.632),C點坐標(88.76,0,0.778)。

      3 體積測量和成果計算

      (1)特征點測量。由上所述控制系統(tǒng)和碎部點測量的方法,利用全站儀測得O-XY坐標系下,煤場底部和煤場頂部特征點坐標,分別如表1,表2所示:

      (2)利用南方Cass建立DTM模型,并進行體積計算

      將實測煤場特征點坐標導入南方Cass7.0,分別建立煤堆底和煤堆頂部的DTM模型,如圖2所示:

      軟件計算出,煤堆底部、頂部相對于高程為0的平面的體積分別為4.237萬方、0.091萬方,兩者相減得出煤堆體積4.146萬方。

      4 精度分析

      這種煤堆體積測算方法精度受煤堆形狀限制較小,且無需整形;各特征點數(shù)據(jù)均為全站儀測量所得,不受目測經(jīng)驗和皮尺測量誤差的影響;控制系統(tǒng)可有效削弱誤差累積的影響。

      影響體積測量精度的主要因素有特征點的密度,特征點高程。其中,特征點高程為全站儀三角高程法測得,具有厘米級的測量精度,相對于煤堆十幾米的高度可忽略不計。因此,影響測量精度的最主要因素為特征點的密度。

      5 結論

      綜上所述,利用獨立平面直角坐標系和南方Cass7.0軟件進行煤堆體積測量具有以下特點:

      (1)受煤堆形狀不規(guī)則影響小,無需進行煤堆整形;

      (2)受煤場形狀和煤場施工影響小,即使控制點損壞也可迅速恢復;

      (3)測算快,對現(xiàn)場作業(yè)影響小。現(xiàn)場和DTM圖形對比,可有效保證計算成果的正確性。

      (4)測量和計算借助儀器和軟件,大大減少人工的同時,也降低了個人經(jīng)驗對成果精度的影響。

      (5)影響結果精度的主要因素為煤堆特征點密度,當計算結果存疑時,可提高密度進行校核。

      【參考文獻】

      [1]樊喜春,王勇,周彤.煤場盤點方法及應用[J].燃煤技術及應用,2002.38(3):51-53.

      [2]王軍德.CASS測圖軟件中DTM的建立與應用[J].測繪,2005,28(3):121-124.

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