白云西矿边坡变形监测中GPS控制网优化设计研究

发布时间：2017-10-26 09:41

  本文关键词：白云西矿边坡变形监测中GPS控制网优化设计研究

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【摘要】：目前，随着露天矿边坡坡高的不断增加及其他外界因素的影响，采场边坡逐渐处于活跃的动态变化过程中。因此，在做好边坡勘察治理工作的同时，必须及时采取必要的监测措施，通过监测掌握边坡的变形特征规律，为决策部门提供相应参数依据，以制定相对应的防治对策。其中，边坡变形监测网是监测过程中的控制基准。在边坡监测过程中，能否建立一种高精度、高可靠性且经济效益高的变形监测网将对边坡监测工作起到至关重要的作用。 本论文以白云鄂博西矿为研究实例，通过分析矿区相关资料及现场实地踏勘可知，为保证矿山安全生产急需对其边坡实施监测。为准确提供边坡岩移监测数据，需建立高精度的监测控制网作为观测的基准保证。因此在实施边坡监测之前，应优化设计一种高精度、高可靠性且经济效率高的GPS边坡监测控制网。 本论文依据GPS控制网图形结构强度的抗差优化准则对白云西矿边坡监测控制网进行模拟分析。首先制定白云西矿GPS监测控制网的初始设计方案，然后以一些定量设计指标为依据，通过建立GPS控制网抗粗差能力的数学模型，并运用MATLAB软件编程开发相应优化程序，从而进行GPS网形结构强度的控制网抗差优化设计。最终通过优化后的几种方案对比，选择含有8个观测同步环，网型精度为7.8mm且相对初始方案减少27.3%的工作量的最佳控制网布设方案。即优化后的方案在精度和效率指标上明显优于初始方案，，大大提高了工作效率，有效地节省了初期建网的经费。最终为白云西矿优化设计出一种具有高精度、高可靠性、高效率且适合本矿现有条件的最佳GPS监测控制网，由此为露天矿边坡监测提供基础保证，最终为矿山生产的安全有序进行起到关键性作用。同时也论证了高精度边坡变形监测控制网优化设计的效益及其必要性。
【关键词】：边坡监测 GPS 控制网 优化设计 布网方案
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4;TD173
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 边坡监测概述9-12
• 1.1.1 露天矿边坡监测概述9-10
• 1.1.2 边坡监测的目的和意义10-11
• 1.1.3 边坡监测技术的研究现状11-12
• 1.2 GPS 全球定位系统概述12-14
• 1.2.1 GPS 全球定位系统简介12-13
• 1.2.2 GPS 技术在边坡监测中的应用13-14
• 1.3 本论文研究的主要内容14
• 1.4 论文研究思路及技术路线14-16
• 1.4.1 研究思路14-15
• 1.4.2 技术路线15-16
• 2 GPS 定位原理及其误差分析研究16-24
• 2.1 GPS 定位技术概述16
• 2.2 GPS 相对定位原理16-18
• 2.2.1 静态相对定位的概述16-17
• 2.2.2 静态相对定位的观测方程及其解算17-18
• 2.3 GPS 相对定位的误差源18-24
• 2.3.1 与 GPS 卫星有关的误差19-21
• 2.3.2 与卫星信号传播有关的误差21-23
• 2.3.3 与接收机有关的误差23-24
• 3 GPS 监测控制网的优化设计研究24-40
• 3.1 GPS 网简介24-26
• 3.1.1 GPS 网的构网特点24-25
• 3.1.2 GPS 控制网的布设原则25-26
• 3.2 GPS 测量的外业技术设计26-27
• 3.2.1 GPS 控制点位选取原则26-27
• 3.2.2 埋设标石27
• 3.3 GPS 测量的内业技术设计27-30
• 3.3.1 GPS 控制网的基准设计27-28
• 3.3.2 GPS 控制网图形构成的特征条件28
• 3.3.3 GPS 控制网的图形设计原则28-30
• 3.4 GPS 观测前的准备工作30-31
• 3.4.1 测区踏勘30
• 3.4.2 收集资料30-31
• 3.4.3 器材准备及人员组织31
• 3.4.4 外业观测计划拟定31
• 3.5 GPS 监测控制网的优化设计31-40
• 3.5.1 GPS 控制网优化指标及优化方法32-35
• 3.5.2 GPS 网优化设计的数学模型35
• 3.5.3 GPS 网优化设计的基本方法35
• 3.5.4 GPS 控制网优化设计的步骤35-36
• 3.5.5 GPS 控制网优化设计程序36
• 3.5.6 基于 GPS 网形强度分析的抗差优化设计36-40
• 4 白云西矿边坡监测方案设计研究40-50
• 4.1 白云西矿概况40-44
• 4.1.1 地理位置与交通40-42
• 4.1.2 工程地质特征42-44
• 4.2 白云西矿边坡监测任务及其内容44
• 4.3 测区已有资料的分析44-45
• 4.3.1 矿区已有参考资料44
• 4.3.2 矿区平面控制资料44-45
• 4.4 作业依据45
• 4.5 边坡监测—建立 GPS 监测控制网45-48
• 4.5.1 GPS 监测控制网的选点46-47
• 4.5.2 GPS 监测控制网的技术要求47
• 4.5.3 外业观测工作47-48
• 4.5.4 内业数据处理工作48
• 4.6 高程控制测量工作48-49
• 4.7 岩移监测工作49
• 4.8 监测周期及预测预报49-50
• 5 白云西矿 GPS 监测控制网的优化设计方案分析50-63
• 5.1 概述50-51
• 5.2 约束条件51-56
• 5.2.1 作业依据51
• 5.2.2 主要技术指标51-52
• 5.2.3 GPS 控制网优化的数学模型52
• 5.2.4 基于 MATLAB 软件的控制网优化应用52-56
• 5.3 设计方案优化分析56-60
• 5.3.1 初始设计56-58
• 5.3.2 优化结果58-60
• 5.4 最优 GPS 监测控制网施测60-62
• 5.4.1 外业施测60-61
• 5.4.2 内业数据处理61
• 5.4.3 边坡监测工作的实施61-62
• 5.5 本章小节62-63
• 6 总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 在学研究成果69-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1098131