2. Применение срнс в горном деле

В работе [20] описаны возможности, открывающиеся при использовании аппаратуры и методов GPS в горном деле по опыту работы угольной компании Thunder Basin Coal Co., за­нимающейся открытой разработкой угля в карьерах штата Вайоминг (США). Общая площадь этих карьеров составляет примерно 30 квадратных км, протяженность одного из них 5,5 км при глубине 75 м. Спутниковая аппаратура позволяет существенно снизить стоимость добы­чи угля при ее использовании в качестве средства контроля и наблюдения за транспортными операциями, при проведении бурильных работ, управлении машинами и при обеспечении различного рода съемок и т.д. При этом используются весьма точные методы, такие, как ки­нематический метод в реальном времени (RTK) и др. Предполагается, что использование псевдоспутников в состоянии существенно повысить доступность сигналов для их использо­вания в горном деле.

Аналогичным вопросам посвящена работа [21], в которой излагаются взгляды специа­листов компании Modular Mining Systems Inc. на использование СРНС в ходе открытых раз­работок полезных ископаемых в карьерах. Отмечается, что GPS широко используется для обеспечения транспортных, бурильных, топографических и других работ. В качестве основ­ных ограничений при этом оказываются многолучевость, вибрации и ограниченная види­мость НКА. Наибольшие проблемы создает последняя, поскольку в карьерах зачастую видно только "полнеба", что не позволяет принимать сигналы от 5-ти и более НКА, как того требу­ют методы RTK. Действительно, при проведении работ в карьерах благоприятные условия при типичных "углах маски", равных 30°, имеют место лишь в течение 25% рабочего време­ни. В этих условиях автор считает целесообразным в дополнение к использованию GPS при­ем сигналов даже частично развернутой ГЛОНАСС.

В работе [22] приведены результаты использования СРНС при обеспечении добычи меди в Чили (Chuquicamata) в открытом карьере, который является самым большим медным карьером в мире. Он расположен на высоте 3000 м над уровнем моря, имеет глубину до 800 м и размеры в плане б на 4 км.

Инженеры рудника занимаются вопросами использования СРНС более десяти лет. Основная проблема, как считает автор, в недостатке НКА, находящихся в поле видимости. Поэтому естественным было обращение к приемнику Ashtech GPS+GLONASS RTK, исполь­зующему сигналы обеих систем (ГЛОНАСС и GPS). При этом решались в основном те же задачи, что рассмотрены выше.

3. Использование срнс при строительстве и контроле сооружений

В работе [23] излагаются результаты использования аппаратуры GPS, позволяющей измерять относительные перемещения с точностью ±1 см по горизонтали и ± 2 см по верти­кали для контроля состояния висячих мостов, высотных зданий и других протяженных кон­струкций. При этом в первую очередь имеются в виду колебания, смещения и напряжения, возникающие из-за воздействия ветра и других геофизических факторов. Обсуждаются раз­личные аспекты организации наблюдений, важность которых трудно переоценить в условиях возможных землетрясений, ураганов и других катаклизмов.

В работе [24] освещены вопросы использования приемника СРНС при контроле и управлении работой бульдозера в ходе проведения точных подготовительных работ. Антен- кы размещаются на крыше кабины и на лезвии ножа бульдозера. Сообщается о возможности реализации миллиметровой точности по трем координатам при скорости поступления дан­ных 5 Гц.

Добавим, что для обеспечения таких работ фирмой Trimble выпущена специальная ап­паратура GPS Total Station™, реализующая сантиметровую точность определения разностей расстояний в реальном времени и позволяющая повысить производительность работ на

50. . 100%.

Ярким примером применения СРНС при строительстве может служить упоминавшее­ся ранее в главе 8 использование метода RTK при сооружении моста-тоннеля через пролив Оресунд, разделяющий Швецию и Данию. Общая протяженность сооружения 16 км. Размах работ потребовал для своего обеспечения размещения специальной дифференциальной спут­никовой подсистемы. Завершение работ намечено на 2000 г.

Однако наиболее впечатляющим примером является использование в 1995 г. СРНС для контроля и управления транспортировкой огромной норвежской газовой платформы (превышающей по высоте примерно в 1,5 раза Эйфелеву башню) из фиорда в северную Ат­лантику к месторождению Тролль на расстояние примерно 570 км. При этом для контроля использовались внешние измерения двух спутниковых ДПС, двух специальных систем изме­рения дальностей, теодолитов, а также измерения GPS в относительном режиме. Внутренни­ми измерениями были показания инерциальных (гироскопических) датчиков платформы ти­па гирогоризонткомпаса или курсовертикали. Платформа перемещалась со скоростью при­мерно 2,8 км/ч. Требования к точности установки и последующего контроля приводятся в табл. 11.4.

Таблица 11.4. Требования к точности установки и контроля платформы

Параметр	Пределы установки	Точность из­мерений при установке	Абсолютная точность при контроле резуль­татов установки	Точность повторяемо­сти при контроле ре­зультатов установки
Положение платформы	В пределах круга 50м	5 м (р=95%)	0,5 м (р=95%)	10 см (р=95%)
Курс плат­формы	±2,5°	0,2° (СКО)	0,05° (СКО)	0,02° (СКО)

В табл. 11.5 приведены величины, внутри которых находились абсолютные значения расхождений между показаниями различных измерительных средств и результатами преци­зионных фазовых измерений.

Таблица 11.5. Пределы расхождений показаний различных измерительных средств

Параметр/тестируемое средство	Величина расхождения
Расхождение по широте/ДПС с использованием С/А-кода	0,14 м
Расхождение по долготе/ДПС с использованием С/А-кода	0,72 м
Расхождение по курсу/относительный режим GPS, С/А-код	О о On о
Расхождение по курсу/два гироскопа	0,14°