11. Применение спутниковых методов в маркшейдерском деле

За последние несколько лет системы спутниковой радионавигации прочно вошли в маркшейдерскую практику во всем мире.

Применение глобальных систем позиционирования в маркшейдерии идет по четырем основным направлениям.

Первое направление связано с построением и реконструкцией опорных маркшейдерских сетей на земной поверхности и участках открытых горных работ, а также с геодезической подготовкой наземной и воздушной фотограмметрических съемок. Для спутниковой геодезии эти задачи являются традиционными и основными, вместе с тем, в условиях работающих горных предприятий особое значение приобретает необходимость а) увязки GPS - определений на поверхности с координатными определениями в подземных горных выработках и б) необходимость приведения результатов GPS - определений к системе координат, в которой работает данное предприятие.

По этим поводам дают следующие рекомендации:

• включать в схемы спутниковых определений элементы тригонометрических определений, с тем чтобы своевременно корректировать возможные взаимные деформации сетей на поверхности и в подземных горных выработках;

• сопровождать плановые GPS - определения геометрическим нивелированием при определениях высотных;

• проектировать схемы построения сетей с учетом возможности уравнивания комбинированных построений;

• использовать только предназначенную для высокоточных определений аппаратуру;

• при работе в местных (условных) системах координат с особой тщательностью определять параметры перехода от одних систем координат к другим, в связи с этим выбирать спутниковые приемники с программным обеспечением, в максимальной степени приспособленным к работе с различными системами координат на плоскости; на стадии проектирования работ предусматривать, если это необходимо, либо подготовку существующей сети, либо создание специальных программных средств, недостающих в стандартном программном обеспечении данной спутниковой аппаратуры.

Второе направление - выполнение съемок поверхности и коммуникаций на месторождениях по скважинной добыче углеводородов, открытых горных выработок, отвалов и хвостохранилищ, а также съемок инженерных сооружений; выполнение разбивочных и планировочных работ.

Отметим, что в труднодоступных, малообжитых, отдаленных районах, а также в районах с пониженной плотностью ГГС глобальные системы позиционирования являются подчас единственно возможным средством производства маркшейдерско-геодезических работ.

Третье направление - выполнение систематических наблюдений за сдвижением земной поверхности и деформациями элементов сооружений.

Здесь особое значение приобретают высотные определения, которые, возможно, следует совмещать с геометрическими, тригонометрическими и гравиметрическими.

В настоящее время GPS-мониторинг успешно ведется на ряде крупнейших отечественных предприятий горнодобывающего комплекса.

И, наконец, четвертое направление связано с созданием автоматизированных систем управления оборудованием, диспетчерских систем управления грузопотоками горного предприятия и др.

Системы управления транспортом, разработанные в последние годы, позволяют оператору оборудования в обычных условиях видеть созданный компьютером объект и непрерывно обновлять топографическую информацию о нем.

Основной частью автоматизированной системы управления является глобальная система позиционирования, поскольку при любых операциях должно быть известно положение всего оборудования в пространстве. Спутниковые приемники устанавливаются в этих случаях в том числе и непосредственно на подвижном оборудовании (экскаваторах, буровых станках, автосамосвалах и т.п.). Эти системы могут сохранять схемы выполненных работ и сразу передавать результаты проектировщику для проверки.

Вместе с тем, процесс отработки методик выполнения спутниковых определений и использования их результатов в маркшейдерском деле вряд ли можно считать завершенным, так как техника и аппаратура находятся в стадии постоянного совершенствования.

Список литературы:

1. Практикум по спутниковому позиционированию / А.В. Жуков, Б.Б. Серапинас; Под ред. Ю.Ф. Книжникова – М.: МГУ, 2002.

2. ЕДИНАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ КООРДИНАТ 1995 ГОДА (СК-95). Справочный документ / Под ред. А.А. Дражнюка – М., 2000.

3. ГОСТ Р 51794-2001 Аппаратура радионавигационная глобальной навигационной спутниковой системы и глобальной системы позиционирования. Системы координат.

4. «Маркшейдерский Вестник» № 1-2, 2001.

5. Построение, уравнивание и оценка точности космических геодезических сетей / Е.Г. Бойко, Б.М. Кленицкий и др. – М.: Недра, 1972.

6. Геодезические сети специального назначения / Ю.Г. Батраков – М.: «Картгеоцентр» - «Геодезиздат», 1999.

7. Временное руководство по геодезическим работам при межевании земель и кадастровых съемках с помощью мобильного автоматизированного комплекса «Землемер» / В.В. Алакоза, У.Д. Самратова, Л.П. Пахмутов и др. – М.: 1999.

8. Новейшие навигационно-геодезические приемоиндикаторы фирмы DSNP для высокоточных задач в геодезии, гидрографии и навигации. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники – развитию сибирских регионов, 24-26 марта 1999 г., г.Красноярск» / М.В. Медведев, Ю.С. Михайлин, О.А. Сафонова – Красноярск, 1999.

9. Основы космической геодезии / И.И.Краснорылов, Ю.В.Плахов – М.: Недра, 1976.

10. «Guide to GPS positioning”, prepeared under the leadship of David Wells, May 1987, Canadian GPS Associates.

11. Практическое руководство по созданию, контролю и реконструкции маркшейдерско-геодезических сетей с использованием спутниковой аппаратуры – С.-П.,: ВНИМИ, 1999.

12. Великое противостояние в космосе / Г.С. Хозин Г.С. – М.: ВЕЧЕ, 2001.

13. Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации. ГКИНП(ГНТА)-01-006-03, Москва, ЦНИИГАиК, 2004 г.

14. Руководство пользователя по выполнению работ в системе координат 1995 года (СК-95). ГКИНП(ГНТА)-06-278-04, Москва,ЦНИИГАиК, 2004 г.

15. ГОСТ Р 51794-2001 Аппаратура радионавигационная глобальной навигационной спутниковой системы и глобальной системы позиционирования. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. ГОССТАНДАРТ РОССИИ, Москва, 2001 г.

16. Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. ГКИНП(ОНТА)-02-262-02 Москва , ЦНИИГАиК, 2002 г.

17. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS ГКИНП(ОНТА)-01-271-03 , Москва, ЦНИИГАиК, 2003 г.

18. Инструкция о порядке контроля и приемки геодезических,топографических и картографических работ. ГКИНП(ГНТА) 17-004-99, Москва, ЦНИИГАиК, 1999 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………………………………………………………………….	1
Программа курса «Спутниковые технологии»…………………………………….…..	2
Вопросы для самоконтроля…………………………………………………………………………………….....	3
Учебное пособие……………………………………………………………………………………………………………………	5
Краткая историческая справка……………………………………………………………………………….	5
Основное уравнение спутниковой геодезии. Сущность абсолютного и относительного методов местоопределения……	7
Методы наблюдений искусственных спутников Земли…………………..	10
Источники погрешностей радиотехнических измерений………………	13
Общая структура и состав спутниковых навигационных систем……………………………………………………………………………………………………………………………………………….	16
Структура сигналов GPS. Классификация принимающей спутниковой аппаратуры………………………………………………………………………………………………	23
Геометрический фактор точности……………………………………………………………………….	25
Системы координат в спутниковом позиционировании…………………	28
Краткая историческая справка…………….…………………………………………………………………	28
Референцные системы координат в России…….…………………………………………	29
Система координат 1942 года………………………………………………………………………………….	31
Установление системы координат 1995 года…………………………………….……	31
Общий порядок перехода от СК-42 к СК-95…………………………………………	34
Строгий порядок перехода от одних референцных систем координат к другим…………………………………………………………………………………………………………….	36
Преобразования геодезических и пространственных прямоугольных координат…………………………………………………………………………………………..	36
Преобразования пространственных прямоугольных координат……………………………………………………………………………………………………………………………………..	41
Основные сведения о проекции UNIVERSAL TRANSVERS MERKATOR (UTM)………………………………………………………………………………………………………………..	44
Преобразования координат в проекции Гаусса Крюгера……………..	44
Преобразование прямоугольных координат на плоскости проекции……………………………………………………………………………………………………………………………………….	47
Режимы работы принимающей спутниковой аппаратуры……………	50
Характеристики некоторых типов спутниковой принимающей аппаратуры………………………………………………………………………………………….	52
Современная программа развития геодезической сети России………………………………………………………………………………………………………………………………………………	55
Применение спутниковых методов в маркшейдерском деле……	57
Список литературы……………………………………………………………………………………………………………..	60

72