[发明专利]一种煤矿地表广域高精度在线沉降监测方法

说明书

本发明公开了一种煤矿地表广域高精度在线沉降监测方法，包括以下步骤：S1、先确定好检测区域上检测点的位置，然后依次确定工作基点和一个基准点的位置，并在工作基点、基准点上分别建设一个监测墩，检测区域至少为三个，工作基点至少为两个，在每个监测墩上分别安装一个GNSS接收机；S2、在每个检测点以及每个工作基点上分别安装一个静力水准仪。本发明通过根据待检测区域分布的情况，在待检测区域的相应位置设置可对上述区域内各个检测点同时进行监测的工作基点，以工作基点为GNSS参考点对待检测区域内的检测点进行形变的监测，并通过基准点对各个工作基点的实时监测，实现对检测点的逐级监测，以此来拓宽该监测系统对检测点的覆盖范围。

技术领域

本发明涉及沉降监测技术领域，具体的涉及煤矿地表广域高精度在线沉降监测方法。

背景技术

现有技术里无法直接实现关于高精度在线沉降监测。在实际案例中可以采用现有技术达到广域或高精度的在线沉降监测。

1.主流技术为采用GNSS进行监测。

采用GNSS技术进行变形体变形监测的相关研究在国外开展的较早，Bock Y于1986年提出采用GPS技术进行地表变形监测。随后，Steven R L利用GPS对美国东缅因州地壳形变进行了监测，获取了板块的移动速度(9mm/yr)。James F M提出了采用GPS技术进行天然气管道的变形监测，并得到了亚厘米级的监测精度。Deloach S R基于GPS技术进行连续变形监测，取得了较为理想的结果。随着GNSS动态定位技术的发展，其在结构监测、自动化监测等领域得到了重视和发展，相关的数据处理理论不断出现和完善。

国内在这方面的研究与国外基本同步，陈永奇于1989年采用GPS进行地表垂直运动的监测，并对主要影响误差进行了前瞻性的探讨。同年，陈永奇以加拿大Mactaquac大坝为例，说明了综合利用GPS、全站仪、摄影测量等技术进行变形监测的基本要求和监测内容，为GPS在变形监测领域的应用，提供了先导性的案例。李征航的GPS技术可以满足大坝变形监测的要求。过静珺较早提出利用GPS监测高层建筑物。郑国忠首次提出将GPS用于露天矿边坡变形监测，并以金川露天矿为例，系统阐述了基准点选择、变形网的布设、GNSS数据采集、处理和质量控制以及坐标系统转换等关键问题，为GNSS应用于矿山变形提供了有价值的参考。

目前，采用传统技术对煤矿地表进行变形监测取得了丰富的实践经验，并积累了大量的历史数据；广域在线沉降监测一个非常重要的发展趋势。这种系统由数据的采集、数据无线或有线传输和数据分析处理等结构构成，通过GNSS实时动态监测，利用无线电传输技术，及时传输到终端，利用地理信息系统开发数据处理与分析软件，实时动态分析变形结果，从而分析变形的现状、规律及其发展趋势，为实现防灾减灾提供可靠的科学依据。然而由于GNSS参考点多数为设置一个且仅能对一定范围内的检测点进行实时的监测，导致监测系统不能对距离较远的检测点进行监测，而影响监测系统的监测效果，且由于各个检测点距离参考点的距离较远，这样将影响GNSS参考点对从各个检测点传输信号的接收，而对监测系统的稳定性造成影响。

2.高精度在线监测技术静力水准仪

静力水准仪的测压强腔体通过通液管串联联接至液位容器，由高精度硅晶芯体传感器测量，通过信号传输到信号采集系统，通过压力监测过程的信号变化传输至信号采集系统，通过分析计算，随压力测量的变化而同步变化，由此测出各测点的压力变化量而分析地表的相对沉降高度。目前最高可达到0.1mm的精度。

该两种主流技术和系统的独立应用仅能单独解决广域或高精度的问题，而无法同时兼顾广域和高精度。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于提供煤矿地表广域高精度在线沉降监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：