本文關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

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【摘要】：本論文針對(duì)開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題,結(jié)合淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司的“地表移動(dòng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究”項(xiàng)目,以GNSS CORS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、移動(dòng)PDA技術(shù)、GNSS定位技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等為支撐,通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與框架構(gòu)建、關(guān)鍵算法研究、系統(tǒng)功能界定、數(shù)據(jù)管理規(guī)范化、軟件實(shí)現(xiàn)、工程建設(shè)、設(shè)備研制、系統(tǒng)測(cè)試與工程應(yīng)用等方面工作,成功建立了煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“CAuto Mos系統(tǒng)”),實(shí)現(xiàn)了地表移動(dòng)變形信息快速采集、高精度解算、自動(dòng)化處理、高效管理與分析的目標(biāo),為煤礦開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)提供了新的集成監(jiān)測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)分析模式。本論文的主要研究工作及成果如下:(1)建立了CAuto Mos系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng),構(gòu)建了CAuto Mos系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架,為系統(tǒng)研究奠定了工程基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想。CAuto Mos系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)由定位基準(zhǔn)框架、9個(gè)連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)站、60個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成;CAuto Mos系統(tǒng)總體框架主要由GNSS監(jiān)測(cè)站子系統(tǒng)、GNSS基準(zhǔn)站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)控中心子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集終端子系統(tǒng)和通訊子系統(tǒng)等組成。構(gòu)成了一種集設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理與分析、沉陷監(jiān)測(cè)與預(yù)警的適于連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和CORS RTK監(jiān)測(cè)的地表移動(dòng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。(2)根據(jù)VRS技術(shù)基本原理,采用BDS/GPS雙系統(tǒng)融合技術(shù),構(gòu)建了CAuto Mos系統(tǒng)的關(guān)鍵算法,為GNSS CORS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了理論和算法基礎(chǔ)。建立了一種附有約束的網(wǎng)絡(luò)RTK基準(zhǔn)站間單歷元模糊度快速解算方法,有效縮短了CORS RTK的初始化時(shí)間;建立了一種基于北斗三頻約束的BDS/GPS雙系統(tǒng)短基線模糊度單歷元快速解算算法,以達(dá)到兩個(gè)系統(tǒng)均能快速解算準(zhǔn)確模糊度的目的。利用研究區(qū)域的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)提出的算法進(jìn)行驗(yàn)證,為解決CAuto Mos系統(tǒng)中連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)站和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)高精度、快速定位問(wèn)題提供了良好的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用前景。(3)建立了CORS RTK測(cè)量獲得的測(cè)點(diǎn)空間位置序列的卡爾曼濾波算法,提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)采用CORS RTK測(cè)量模式獲得的空間位置的精度和可靠性,為高效、快速采集移動(dòng)變形信息提供了技術(shù)保障。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用卡爾曼濾波RTK測(cè)量,其平面位置精度不超過(guò)±2.5mm,完全滿足開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)對(duì)平面位置測(cè)量的精度要求;與水準(zhǔn)測(cè)量高程相比,高程差值的中誤差為±8.4mm,基本滿足開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)對(duì)高程測(cè)量的精度要求。(4)規(guī)范了開(kāi)采沉陷(自動(dòng)化)監(jiān)測(cè)的信息管理工作,較好地解決了開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)信息管理較混亂的局面。根據(jù)CAuto Mos系統(tǒng)的預(yù)定功能和目標(biāo),從屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖形數(shù)據(jù)管理、移動(dòng)終端和連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)站發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心的必要信息格式等方面,對(duì)CAuto Mos系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定義,為實(shí)現(xiàn)CAuto Mos系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行高效管理提供基礎(chǔ),也為規(guī)范開(kāi)采沉陷(自動(dòng)化)監(jiān)測(cè)及其他測(cè)量工程的信息管理進(jìn)行了有益的探索。(5)成功研發(fā)了以數(shù)據(jù)監(jiān)控中心軟件(簡(jiǎn)稱DMCS軟件)、礦山開(kāi)采沉陷綜合數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)軟件包(簡(jiǎn)稱MISPAS軟件包)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)軟件(簡(jiǎn)稱CAuto Term S軟件)為核心的,適于移動(dòng)變形信息的快速采集、高精度解算、自動(dòng)化處理、高效管理與分析的“煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”軟件平臺(tái),并從系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)應(yīng)用兩個(gè)層面對(duì)軟件運(yùn)行結(jié)果的正確性和預(yù)定功能實(shí)現(xiàn)的符合度進(jìn)行了論證。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)化監(jiān)測(cè) BDS/GPS融合 關(guān)鍵算法 開(kāi)采沉陷 技術(shù)集成 信息管理 系統(tǒng)研發(fā)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD325.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-10
• Extended Abstract10-29
• 1 緒論29-44
• 1.1 研究背景及意義29-31
• 1.2 變形監(jiān)測(cè)自動(dòng)化發(fā)展與現(xiàn)狀31-36
• 1.3 煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀36-41
• 1.4 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容41-44
• 2 監(jiān)測(cè)網(wǎng)和系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)44-56
• 2.1 研究區(qū)概況44-45
• 2.2 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)45-49
• 2.3 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)49-55
• 2.4 本章小結(jié)55-56
• 3 煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法56-104
• 3.1 基準(zhǔn)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量評(píng)價(jià)56-60
• 3.2 VRS技術(shù)基本原理和關(guān)鍵算法60-71
• 3.3 多系統(tǒng)融合技術(shù)71-93
• 3.4 CORS RTK測(cè)量的卡爾曼濾波算法93-101
• 3.5 移動(dòng)變形計(jì)算及制圖101-102
• 3.6 本章小結(jié)102-104
• 4 煤礦開(kāi)采沉陷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件104-118
• 4.1 設(shè)計(jì)原則與思路104-106
• 4.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心軟件106-109
• 4.3 礦山開(kāi)采沉陷綜合數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)軟件包109-115
• 4.4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)軟件115-117
• 4.5 本章小結(jié)117-118
• 5 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)118-139
• 5.1 屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)119-128
• 5.2 圖形數(shù)據(jù)管理128-133
• 5.3 移動(dòng)終端發(fā)送的信息格式133-136
• 5.4 連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)站發(fā)送的信息格式136-137
• 5.5 本章小結(jié)137-139
• 6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用分析139-178
• 6.1 軟件系統(tǒng)的研發(fā)環(huán)境139-140
• 6.2 系統(tǒng)測(cè)試140-154
• 6.3 系統(tǒng)應(yīng)用154-174
• 6.4 本章小結(jié)174-178
• 7 結(jié)論與展望178-181
• 7.1 主要結(jié)論178-179
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)179
• 7.3 研究展望179-181
• 參考文獻(xiàn)181-190
• 作者簡(jiǎn)歷190-194
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集194

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