[發明專利]基于測量機器人露天礦邊坡監測高程數據的處理方法

有效

• 申請號: 201611167804.6
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106595574B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 熊宏啟;潘鵬飛;韓忠和;孫厚廣;毛亞純;劉善軍;李天子
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 許冠忠

1.一種基于測量機器人露天礦邊坡監測高程數據的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取測量機器人采集的露天礦邊坡監測基礎數據，包括：測量基點到監測點的天頂距和斜距，并根據監測基礎數據得到測量基點到監測點的傾角和平距；

步驟2：建立測量機器人測距光徑曲線距地面高差模型；

步驟2.1：根據測量基點與監測點的高程及兩點間的平距，建立測距光徑曲線高程數值模型：

步驟2.2：將測距光徑曲線沿鉛垂面投影到地面，其投影線即為交痕曲線，根據交痕曲線的位置及采場地形圖建立交痕曲線高程數值模型；

步驟2.3：根據測距光徑曲線高程數值模型和交痕曲線高程數值模型建立測距光徑曲線距地面高差的數值模型；

步驟3：建立露天礦當前環境下的測距光徑上的大氣豎直折光物理量梯度模型；

步驟3.1：在露天礦選取多個實驗點，在不同環境下，從礦坑底部至礦坑上空以固定距離間隔測量影響因素物理量，即溫度數據、濕度數據和氣壓數據；

步驟3.2：根據采集的不同環境下以固定距離間隔測量的溫度數據、濕度數據和氣壓數據建立測距光徑曲線上的大氣折光系數模型；

步驟4：獲取測量機器人的儀器高和覘標高；

步驟4.1：通過水準儀瞄準測量機器人橫軸中心點，再移動水準儀瞄準設立在水準點上的水準尺，獲取水準尺上的讀數，即為測量機器人的高度i；

步驟4.2：通過水準儀瞄準棱鏡中心，再移動水準儀瞄準設立在水準點上的水準尺，獲取水準尺上的讀數，即為覘標高v；

步驟5：根據測量基點到監測點的傾角、斜距和水平距離，以及測距光徑曲線上的大氣折光系數、測量機器人的儀器高、覘標高，計算大氣折光修正后的監測基點到監測點的高差；

所述計算大氣折光修正后的監測基點到監測點的高差的公式如下所示：

Δh_AB＝s×sin α+i-v+f₁+f₂；

其中，Δh_AB為大氣折光修正后的監測基點到監測點的高差，D為測量基點到監測點的水平距離，s為測量基點到監測點的斜距，α為測量基點到監測點的傾角，R為地球半徑，K_平為測距光徑曲線上的大氣折光系數；

步驟6：根據測量機器人測得的監測基點A點的高度H_A和大氣折光修正后的監測基點到監測點的高差得到修正后的監測點B的高程。

2.根據權利要求1所述的基于測量機器人露天礦邊坡監測高程數據的處理方法，其特征在于，所述在露天礦選取多個實驗點，在不同環境下，從礦坑底部至礦坑上空以固定距離間隔測量的溫度數據、濕度數據和氣壓數據具體通過氫氣球攜帶溫濕度記錄器進行測量。

3.根據權利要求1所述的基于測量機器人露天礦邊坡監測高程數據的處理方法，其特征在于，所述測距光徑曲線上的大氣折光系數模型如下所示：

其中，K_平為測距光徑曲線上的大氣折光系數，為氣壓梯度，為溫度梯度，為水汽壓梯度，R_d為干燥空氣的比氣體常數，e為空氣的水蒸氣分壓力，T_v為虛溫，P為大氣壓強，T為絕對溫度，RH為相對濕度，Δh為測量影響因素物理量的礦坑上空全礦坑底部的高度差，RH₂為測量的最高點的相對濕度，RH₁為測量的地面的相對濕度，a、b為擬合的參數，R為地球半徑，s為監測基站到監測點的斜距，l為監測基站到測距光徑上的點的距離，T_l＝T₁+h×dT/dh為測距光徑曲線上點的溫度，h為測距光徑曲線距近地面處的高度，T₁為近地面處溫度，P_l＝P₁+h×dP/dh為測距光徑曲線上點的氣壓，P₁為近地面處氣壓，e_l＝e₁+h×de/dh為測距光徑曲線上點的水汽壓，e₁為近地面處水汽壓，A＝1.2378847×10^-5K^-2、B＝-1.9121316x10^-2K^-1、C＝33.93711047、D＝-6.3431645×103K。