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独立平面直角坐标系的建立及在煤场盘点测量中的应用

2018-01-04谢小平

科技视界 2017年27期

谢小平

【摘 要】目前煤场盘点常用的体积测量方法有皮尺测量、经纬仪测量、基于全站仪或激光测距仪等设备的激光盘煤仪。其中皮尺测量需借助煤堆整形,目测填补等辅助措施,耗时间长、误差大;经纬仪测量也需煤场整形,且误差取决于测点选择;全站仪和激光测距仪计算量过大,需借助于专业计算机软件,成本较高,推广意义不大。本文利用矿井常用的仪器和设备,探讨一种简便可行的测量方法,在煤场日常盘点中应用效果较好。

【关键词】独立平面;直角坐标系;煤堆体积测量

1 现场实例

某矿煤场平面布置如图1所示:

由于堆放不规则和变化快的特点,给煤场煤堆体积测量带来了很大不便。在皮尺和经纬仪测量中都需要做专门的整形工作,耗时耗力,且精度较差,不能满足煤矿需要。而基于全站仪或激光测距仪的激光盘煤仪,计算量较大,需要借助专门计算机软件,不宜推广。本文以某矿煤场实际为例,利用煤矿上现有的仪器设备和软件,运用碎部点测量建立方法,按照“先控制后碎步”的测量原则,建立独立的平面直角坐标系做控制,探讨一种实用的煤堆体积测量的方法。

2 独立平面直角坐标系的建立

独立平面直角坐标系是指当测区控制面积较小,不必进行方向和距离改正,直接把局部地球表面作为平面而建立的坐标系。本例建立独立平面直角坐标系的流程为:

(1)布点。根据测量通视要求,在煤场四角合适位置埋设临时点O,A,C,D。

(2)联测。进行导线闭合测量,站间2C、2C互差和闭合差等检核均不超限。

(3)建立坐标系。假设O点为独立坐标系原点(0.00,0.00),OC方向为坐标北方向(x轴方向),建立独立平面直角坐标系O-xy。

(4)建立控制网。根据步骤2测量结果,计算A点坐标(1.382,54.441,6.254),B点坐标(88.515,52.643,0.632),C点坐标(88.76,0,0.778)。

3 体积测量和成果计算

(1)特征点测量。由上所述控制系统和碎部点测量的方法,利用全站仪测得O-XY坐标系下,煤场底部和煤场顶部特征点坐标,分别如表1,表2所示:

(2)利用南方Cass建立DTM模型,并进行体积计算

将实测煤场特征点坐标导入南方Cass7.0,分别建立煤堆底和煤堆顶部的DTM模型,如图2所示:

软件计算出,煤堆底部、顶部相对于高程为0的平面的体积分别为4.237万方、0.091万方,两者相减得出煤堆体积4.146万方。

4 精度分析

这种煤堆体积测算方法精度受煤堆形状限制较小,且无需整形;各特征点数据均为全站仪测量所得,不受目测经验和皮尺测量误差的影响;控制系统可有效削弱误差累积的影响。

影响体积测量精度的主要因素有特征点的密度,特征点高程。其中,特征点高程为全站仪三角高程法测得,具有厘米级的测量精度,相对于煤堆十几米的高度可忽略不计。因此,影响测量精度的最主要因素为特征点的密度。

5 结论

综上所述,利用独立平面直角坐标系和南方Cass7.0软件进行煤堆体积测量具有以下特点:

(1)受煤堆形状不规则影响小,无需进行煤堆整形;

(2)受煤场形状和煤场施工影响小,即使控制点损坏也可迅速恢复;

(3)测算快,对现场作业影响小。现场和DTM图形对比,可有效保证计算成果的正确性。

(4)测量和计算借助仪器和软件,大大减少人工的同時,也降低了个人经验对成果精度的影响。

(5)影响结果精度的主要因素为煤堆特征点密度,当计算结果存疑时,可提高密度进行校核。

【参考文献】

[1]樊喜春,王勇,周彤.煤场盘点方法及应用[J].燃煤技术及应用,2002.38(3):51-53.

[2]王军德.CASS测图软件中DTM的建立与应用[J].测绘,2005,28(3):121-124.