井下人员定位与无线通讯技术实用手册 上PDF电子书下载

第一节 卫星大地测量及其发展 3

一、大地测量的发展概况 3

第一篇　GPS测量定位技术 3

第一章 绪论 3

二、卫星大地测量的起源 5

三、GPS定位的基本概念 8

四、中国GPS卫星跟踪网 11

一、GPS卫星及星座 15

第二节 导航定位卫星及其星座 15

二、前苏联GLONASS全球卫星导航系统 19

三、欧洲空间局的NAVSAT卫星导航系统 22

四、伽利略全球卫星导航系统 25

五、中国的北斗导航卫星定位系统 27

一、GPS在大地测量中的应用 29

第三节 GPS在国民经济建设中的应用 29

二、GPS在工程测量中的应用 33

三、GPS在航空摄影测量中的应用 35

四、GPS在线路勘测及隧道贯通测量中的应用 36

五、GPS在地形、地籍及房地产测量中的应用 38

七、GPS在其他领域中的应用 39

六、GPS在水下地形测量中的应用 39

第二章 GPS定位的坐标系统和时间系统 42

一、概述 43

第一节 参心坐标系 43

二、1954年北京坐标系［BJZ54（原）］ 44

三、1980年国家大地坐标系（GDZ80） 46

四、1954年新北京坐标系（BJZ54） 51

一、建立地心坐标系的意义和方法 52

第二节 地心坐标系 52

二、地心坐标系的表述形式 54

三、WGS—84大地坐标系 55

四、地方独立坐标系 56

第三节 天球坐标系 57

五、ITRF坐标框架简介 57

一、天球上的点和圈 58

二、岁差与章动 59

三、天球坐标系的建立 60

一、概述 62

第四节 时间系统 62

二、力学时（DT） 63

三、GPS时（GPST） 64

四、区时（Tn） 65

一、地面监控部分 66

第一节 GPS定位系统的组成 66

第三章 GPS系统的组成与GPS信号 66

二、空间卫星部分 70

三、用户接收部分 72

第二节 卫星的运行及其轨道 73

一、理想情况下的卫星运动 74

二、卫星运行的轨道 77

三、摄动力对卫星运行轨道的影响 79

一、GPS卫星星历 81

第三节 卫星星历与卫星位置计算 81

二、卫星在其轨道平面内的位置计算 84

三、卫星在地心空间直角坐标系中的位置计算 86

第四节 GPS卫星信号 88

一、GPS卫星信号的内容 89

二、GPS信号的结构 92

三、测距码的产生 93

四、GPS信号的传播 95

五、导航电文 97

一、信号接收设备的组成 101

第五节 GPS信号的接收 101

二、天线单元 103

三、接收单元 104

第一节 GPS定位概述 109

第四章 GPS卫星定位的基本原理 109

一、静态定位与动态定位 110

二、单点定位和相对定位 111

三、主动式测距和被动式测距 112

四、用GPS定位的基本方法 113

一、测定伪距的方法 116

第二节 伪距法定位 116

二、伪距法定位的原理 118

三、伪距法定位的计算 120

四、伪距定位法的应用 122

第三节 载波相位测量 123

一、载波相位测量原理 124

二、载波相位测量观测方程 127

三、载波相位测量差分法 130

一、动态定位的特点 134

第四节 GPS动态定位原理 134

二、单点动态定位 135

三、伪距差分动态定位 138

四、GPS测速 140

五、GPS定时 141

第一节 GPS测量的主要误差分类 145

第五章 GPS卫星定位的误差来源及其影响 145

第二节 与卫星有关的误差 146

一、卫星星历误差 147

二、卫星钟的钟误差 150

三、相对论效应 151

一、电离层折射 153

第三节 卫星信号传播误差 153

二、对流层折射 157

三、多路径误差 160

第四节 接收设备误差与图形强度 161

二、天线相位中心位置误差 162

一、接收机钟误差 162

四、几何图形强度 163

三、等效距离误差 163

第五节 整周跳变分析与整周未知数的确定 165

一、整周跳变分析 166

二、整周未知数N0的确定 169

第六章 GPS卫星定位测量的设计与实施 172

一、GPS测量的精度分级 173

第一节 建立GPS控制网的技术依据 173

二、GPS点的密度 175

三、测量作业基本技术规定 176

一、技术设计中应考虑的因素 180

第二节 GPS定位网的布设 180

二、GPS网的布网原则 181

三、GPS网的联测设计 182

四、卫星空间分布的几何图形强度设计 183

五、野外选点 184

六、标石埋设 187

第三节 GPS接收机的选择 188

一、接收机的类型选择 189

二、最佳GPS接收机具备的条件 192

三、GPS接收机简介 193

一、两台接收机相对定位的测设方案 198

第四节 GPS定位网的测设方案 198

二、多台接收机的同步网测设方案 202

三、多台接收机的异步网测设方案 203

一、接收设备及其检验 206

第五节 外业观测 206

二、制定实测方案 208

三、选择最佳观测时段 209

四、编排作业调度表 210

五、天线安置 211

六、观测作业 212

七、外业成果记录 213

一、野外数据检核 215

第六节 观测成果的外业检核及处理 215

二、数据后处理 218

三、技术总结与上交资料 220

一、概述 222

第一节 观测数据的预处理 222

第七章　GPS控制网的数据处理 222

二、预处理的准备工作 225

三、数据预处理的内容 227

一、误差方程的列立 233

第二节 GPS基线向量的解算 233

二、法方程的组成与解算 237

三、精度评定 239

四、解算结果分析 240

一、概述 242

第三节 GPS基线网独立平差 242

二、基线网按经典自由网平差 243

三、基线网按亏秩自由网平差 246

第四节 坐标系统的转换 247

一、空间直角坐标与大地坐标的转换 248

二、不同空间直角坐标系之间的坐标转换 249

三、不同大地坐标系之间的坐标转换 255

四、在高斯平面坐标系统中的坐标转换模型 256

一、概述 261

第五节 GPS网与地面网的三维平差 261

二、在空间直角坐标系中的三维约束平差 262

三、在大地坐标系统中的三维约束平差 267

四、三维联合平差 271

五、GPS网三维平差的若干问题 273

一、二维无约束平差 275

第六节 GPS网与地面网的二维平差 275

二、二维约束平差 277

三、二维联合平差 280

一、概述 285

第七节 GPS的高程计算 285

二、拟合法确定正常高程 286

三、GPS水准应用 288

一、RTK的工作原理 290

第一节 RTK概述 290

第八章　GPS实时动态定位 290

第二节　RTK系统基准站的组成和作用 292

二、RTK的系统组成 292

第三节 RTK流动站的组成和作用 295

一、架设基准站 298

第五节　RTK的作业方法 298

第四节　RTK定位测量的外业准备工作 298

二、启动基准站 300

四、开始测量 301

三、启动流动站 301

一、概述 302

第六节 GPS网络RTK技术 302

二、VRS的系统构成及工作原理 303

三、VRS系统的优势 306

第二篇 GPS定位技术在矿井地面形度井下人员救授测量中的应用第一章 矿井地面形变测量概论 311

一、地面形变引起的破坏 312

第一节 矿井地面形变引起的破坏及变形观测的任务 312

二、变形观测的任务 313

一、常规大地测量方法 315

第二节 矿井地面形变测量方法简介 315

二、液体静力水准等物理方法 317

三、近景摄影测量方法 318

四、应用GPS技术进行地面形变测量 319

一、地面形变测量的精度要求 320

第三节 矿井地面形变测量的精度要求与频率 320

二、变形观测频率的确定 321

一、移动指标 322

第四节 矿井地面形变测量变形分析指标 322

二、变形指标 323

第五节 矿井变形观测数据处理的基准选择 325

二、变形观测数据处理的墓准选择 326

一、常规测量经典平差中的基准选择 326

一、GPS卫星的导航电文 329

第一节 概述 329

第二章　GPS相对定位原理 329

二、GPS卫星的测距信号 332

三、绝对定位与相对定位 333

四、动态定位与静态定位 334

五、GPS绝对定位的墓本原理 335

一、伪距测量原理 338

第二节 伪距测量 338

二、伪距定位观测方程 341

第三节 载波相位测量 342

一、载波相位测量原理 343

二、载波相位测量的观测方程 345

三、整周未知数N0的确定 347

第四节 GPS绝对定位 349

二、伪距法绝对定位的解算 350

一、伪距观测方程的线性化 350

三、绝对定位精度的评价 353

一、载波相位观测值的线性组合 355

第五节 GPS相对定位 355

二、观测方程的线性化及平差模型 357

三、精度评定 363

第六节 差分GPS定位技术 364

一、单站GPS的差分（SRDGPS） 365

二、局部区域GPS差分系统（LADGPS） 369

三、广域差分GPS系统（WADGPS） 370

第一节　GPS测量的误差来源及其影响 371

第三章 GPS定位技术用于矿井地面形变测量的方法 371

一、与卫星有关的误差 372

二、与信号传播有关的误差 373

三、与接收机有关的误差 376

一、GPS形变监测网技术设计的依据 377

第二节 GPS形变监测网的技术设计 377

二、GPS形变监测网的精度与密度 378

三、GPS形变监测网的基准设计 379

四、GPS形变监测网形设计 381

五、技术设计说明书的编写 383

一、外业准备 384

第三节 GPS形变监测网的外业观测 384

二、实地选点与埋设标石 385

三、外业观测 386

一、观测数据的预处理 388

第四节 观测数据的预处理及质量检核 388

二、观测成果的质量检核 390

三、外业返工 391

第一节 概述 392

第四章　矿井地面形变观察测量数据处理与变形分析 392

一、数据传输与数据预处理 393

二、基线向量的解算及网平差 399

一、在WGS-84坐标系中点位的表示方法 401

第二节 GPS定位成果的表示方法 401

二、在地平坐标系中的表示方法 402

三、在国家大地坐标系或地方独立坐标系中的表示方法 404

四、用高斯平面坐标表示点的平面位置 405

一、同一大地坐标系内三维直角坐标（XYZ）与大地坐标（BLH）之间的转换 406

第三节 GPS定位成果的坐标转换 406

二、地心空间直角坐标系（XYZ）与站心地平直角坐标系（xyz）之间的关系 407

四、不同空间直角坐标系统之间的转换 408

三、将大地坐标（BL）变换为高斯平面坐标（xy） 408

五、不同大地坐标系的换算 410

六、GPS时间系统及其换算 411

一、概述 413

第四节 GPS形变监测网的平差模型与抗差估计在平差中的应用 413

二、GPS监测网的静态平差 415

三、抗差估计模型 419

四、变形分析基准的统一 421

五、坐标转换参数与坐标改正数一起解算的平差模型 423

第五节 GPS基线向量网在国家坐标系或地方独立坐标中的约束平差 425

一、GPS基线向量网三维约束平差 426

二、二维约束平差 430

三、GPS基线向量网与地面网联合平差 431

一、标准卡尔曼滤波模型 434

第六节 GPS形变监测网动态数据处理 434

三、GPS监测网数据处理抗差卡尔曼滤波模型 441

二、GPS监测网形变分析 441

第七节 GPS高程 446

一、解析内插法 448

二、曲面似合法 449

三、多项式曲面拟合精度评定 452

四、提高GPS水准精度的措施 454

第八节 GPS监测网变形分析 456

一、观测资料的整理与变形值的计算 457

二、对变形观测资料的分析 458

三、监测网点位稳定性分析 459

四、回归分析方法在变形观测中的应用 462

五、模糊聚类分析在变形观测中的应用 463

第一节 GPS定位技术在露天矿边坡变形监测中的应用 466

第五章 GPS定位技术在矿井地面形变井下人员应急救接测量中应用实例 466

二、边坡变形监测网的布设及施测 467

一、边坡变形测量的精度要求 467

三、数据处理 469

第二节 GPS定位技术在矿区或城市地面沉降中的应用 471

一、应用例一 472

二、应用例二 474

一、基准控制点与变形监测点的布设 479

第三节 GPS定位技术在大坝变形 479

二、GPS自动化监测系统的构成 480

三、系统运行与结果分析 481

五、关于坐标转换问题 482

四、实测精度 482

第四节 GPS定位技术在滑坡监测中的应用 483

二、作业实验 484

一、GPS形变监测网的布设 484

三、GPS监测网基准点稳定性分析 485

五、GPS监测网点的垂直位移 486

四、GPS监测网滑坡区监测点的水平位移 486

六、GPS定位技术用于滑坡监测经验总结 487

一、GPS定位技术用于高层建筑物位移测试原理 488

第五节 GPS定位技术用于高层建筑动态变形监测 488

二、用GPS技术测量卡尔加里高塔的振动 489

三、用GPS定位技术测量深圳地王大厦在强台风下的位移 490

一、模拟数据 492

第六节 GPS监测网动态数据处理算例 492

二、标准卡尔曼滤波模型 493

三、抗差卡尔曼滤波模型 495

四、总结 497

一、龙门山GPS地壳形变监测网 498

第七节 GPS定位技术用于地壳形变监测的几个实例 498

二、首都圈GPS地壳形变监测网 500

三、喜马拉雅山局部地区板块与地壳形变监测网 501

一、GPS（监测）网数据处理软件包系统流程 503

第八节 GPS（监测）网数据处理软件包简介 503

二、GPS（监测）网数据处理软件 504

三、常规平面（监测）网数据处理软件 506

四、GPS网平面坐标系统转换软件 507

五、水准（监测）网数据处理软件 508

六、GPS高程系统转换软件 509

第三篇　矿井低频无线通讯 513

第一章 岩层的电气参数 513

第一节 矿体结构的一般特性 513

第二节 岩层的电磁参数 515

第三节 岩层电导率的实验室测量法及其特点 526

第四节 井下岩层电导率的测量 533

第五节 自然埋藏中的岩层电导率 545

第二章　均匀半导电媒质中电磁场的辐射和传播 555

第一节 半导电煤质的波参数 555

第二节 半导电媒质中赫芝基本辐射器的电磁场 560

一、电磁场传播的相速度 563

二、场的相位结构 564

三、场的衰减规律 565

四、各场分量的振幅比 565

第三节 半导电煤质中电磁场的指数衰减 567

第四节 导电媒质中基本辐射器的电磁场结构 574

一、合成场振幅的计算公式 575

二、标准函数和感应区及波动区中场的振帽的衰减 576

三、标准函数和中间区场的衰减 577

四、各场分量的相对强度 578

五、电磁场的特性阻抗 581

六、辐射的方向性 582

第五节 导电煤质中电磁场的频率特性 583

第三章　矿井无线通讯系统的天线装置 587

第一节 电型发射天线 588

第二节 接地电偶极于 591

一、接地电偶极子的有效高度 592

二、接地电偶极子的输入阻抗 596

第三节 磁型发射天线 603

一、铁氧体天线 603

二、框形天线 604

三、框形天线的输入阻抗 605

四、框形发射天线的最佳参数 610

第四节 接收天线 611

一、接地电偶极子型接收天线 611

二、磁型接收天线 612

第四章　电磁场沿岩层层理的传播 615

第一节 层状媒质中电磁场的总赫芝矢量 616

第二节 二层媒质中低频电偶极子的场 619

一、问题的通解 619

二、垂直电偶极子的场 621

三、水平电偶极予的场 627

第三节 二层导电媒质中低频框形天线的场 635

一、水平框的场 636

二、垂直框形天线的场 637

第四节 电磁场在三层导电媒质中的传播 640

一、电导率异常岩层中电偶极予的场 641

二、低电导岩层中垂直电偶极予的场 647

三、三层媒质中水平电偶极子的场 654

四、低电导层中框形天线的场 661

第五节 电磁场沿地表的传播 663

一、均匀半空间中垂直辐射器的场 664

二、二层半空间中垂直辐射器的场 666

第五章　低频信号穿越岩层层理的传输 671

第一节 均匀岩体中低频无线电信号的传输 671

一、水平电偶极子 672

二、水平长辐射器 674

三、低频框形天线 680

第二节 利用近区场垂直于岩层层理传输信号 682

一、单独接触面 682

二、电导率异常的岩层 683

三、高电导冲积层 685

第三节 波动区中层状煤质的屏蔽作用 687

一、单独接触面的屏蔽作用 687

二、电导率异常岩层的屏蔽作用 689

三、冲积层的屏蔽作用 690

第六章　矿井无线信道中的干扰 695

第一节 干扰源 695

第二节 在无线信道中干扰的性质 697

第三节 干扰从电力网辐射的机理 701

第四节 电力网产生的干扰的频谱和电平 709

第五节 电网的负载状态对干扰频谱成分的影响 714

第六节 矿井无线信道中干扰的防护方法 718

第七章 导电煤质中无线信道的最佳参数 725

第一节 无线信道的传输函数 725

第二节 无线信道的频率特性 729

一、无线通道的标准频率特性 729

二、导电煤质中无线通道的最佳传输频率 731

三、无线通道的通频带宽度 734

四、有内干扰源的通道的频率特性 735

第三节 无线信道天线装置的相对效率 736

一、各种天线在规定工作频率下的相对效率 737

二、最佳传输频率下天线的效率 743

第四节 无线信道主要参数的计算方法 746

一、低频通道参数的计算 746

二、高频通道参数的计算 748

三、信号在导电煤质中的最大传输距离 750

第八章 矿井无线通讯设备和系统 756

第一节 矿井无线通讯系统设备的运行条件简介 756

一、矿井无线通讯系统中信号传输条件的评价 758

第二节 与冒顶区后面的人员联系用的紧急通讯 762

第三节 无线电话通讯 768

一、语言信号的译码方法 769

二、用携带式设备的电话通讯 773

三、用固定式设备的电话通讯 775

四、与地面的电话通讯 777

第四节 电报通讯和紧急通知 779

第四篇　矿山无线通讯工程安全文明施工监理手册 789

第一章　通信工程施工监理概述 789

第一节 通信工程监理程序和质量控制方法 790

一、通信工程施工阶段的监理程序 790

二、质量控制方法 790

三、质量控制中的查验方式 791

第二节 通信安全控制 792

一、通信管道及人孔的扩建、改建工程 792

二、在原有杆路架挂光（电）缆 793

三、在通信管道中敷设光（电）缆 793

四、在原缆位置埋设光（电）缆 794

五、光（电）缆割接、改接 794

第三节 质量控制 795

一、事前控制 796

二、事中控制 796

三、事后控制 797

一、工程进度控制的依据 798

二、进度计划图 798

第四节 进度控制 798

三、施工进度的核定 799

四、施工进度计划的调整 799

第五节 投资控制 800

一、合同管理 801

二、设计合同管理 801

第六节 合同管理 801

三、施工合同管理 802

第七节 监理文件的归档与监理档案 802

一、监理档案的内容 803

二、监理档案的管理 803

第二章　通信管道和电缆通道施工监理 805

第一节 概述 805

第二节 通信管道工程施工监理质量控制部位 806

一、通信管道主要工程质量控制部位 806

二、通信管道工程质量控制部位，控制手段和控制方式 811

二、设备器材检验清点 812

一、施工前的环境检查 812

三、安全生产、文明施工的措施 812

第三节 通信管道工程质量控制部位的监控要求 812

四、管道坑槽质量控制 813

五、管道基础质量控制 814

六、管道铺设质量控制 814

七、包封加固质量控制 815

八、回填土方质量控制 816

九、钢管铺设质量控制部位 816

十、塑料管铺设质量控制部位 817

十一、人孔四壁质量控制 818

十二、人孔上覆质量控制 819

十三、窗口、管孔质量控制 819

十四、人孔铁件质量控制 820

十五、通信管道的试通 821

第四节 顶管施工质量控制部位检验标准 822

二、设备器材检验清点 823

三、安全生产、文明施工的措施 823

一、施工前的环境检查 823

四、顶管工作坑 824

五、顶管后背 825

六、顶管机械安装 825

七、顶进 826

九、注浆要求 827

十、回填土 827

八、管线接口 827

附录　通信管道和电缆通道施工监理常用表格 828

第三章　通信线路施工监理 844

第一节　概述 844

第二节 通信线路主要工程施工监理质量控制部位 845

一、局内成端电缆质量控制部位 845

二、管道主干电缆敷设质量控制部位 846

三、交接设备质量控制部位 848

四、配线电缆质量控制部位 849

五、架空杆路质量控制部位 850

六、充气设备施工安装质量控制部位的设置 852

七、地下电缆进线室电缆支架安装质量控制部位 853

八、光缆敷设质量控制部位 854

九、SLC、ULC站光缆及配线电缆安装质量控制部位 857

十、新、旧局割接质量控制部位 858

十一、通信线路工程施工质量控制、控制方式和控制手段设定 860

第三节 通信线路设备安装工程质量控制部位的监控要求 863

一、局内成端电缆质量控制部位的监控要求 863

二、管道主干电缆敷设施工质量控制部位的监控要求 870

三、交接设备安装质量控制部位的监控要求 879

四、配线电缆施工质量控制部位的监控要求 887

五、架空杆路施工质量控制部位的监控要求 893

六、充气设备施工安装质量控制部位的监控要求 897

七、地下电缆进线室电缆支架安装质量控制部位的监控要求 900

八、光缆敷设质量控制部位的监控要求 907

九、SLC、ULC站光缆及配线电缆安装质量控制部位的监控要求 923

十、新、旧局割接质量控制部位的监控要求 927

附录　通信线路施工监理常用表格 935

第一节 综合布线系统和智能化建筑的关系 956

一、综合布线系统的发展概况 956

第四章　综合布线系统概述及施工监理 956

二、智能化建筑的定义和基本功能 957

三、智能化建筑与综合布线系统的关系 958

第二节 综合布线系统的定义、特点及其范围 961

一、综合布线系统的定义 961

二、综合布线系统的特点 962

三、综合布线系统的范围 963

第三节 综合布线系统的组成和适用场合 964

一、综合布线系统的组成 964

二、综合布线系统的运用场合 966

第四节 综合布线系统的测试 967

一、网络标准与电缆标准 967

二、EIA/TIA 568A TSB-67 968

三、TSB-67测试参数 971

四、测试仪性能要求 973

第五节 综合布线系统铺设安装质量标准和监控要求 974

一、综合布线施工前准备 974

二、设备安装质量要求 978

三、缆线敷设质量要求 980

四、缆线的终端设备连接质量控制 984

五、工程电气测试 986

第五章 通信设备安装工程施工监理 993

第一节 概述 993

第二节 通信设备安装工程质量检测部位 994

一、电话程控交换设备安装工程质量控制部位 994

二、数字传输设备安装工程质量控制部位 995

三、通信电源设备安装工程质量控制部位 996

四、通信机房专用空调设备安装工程质量控制部位 996

五、通信设备安装工程质量控制部位、控制手段和控制方式的设置 997

第三节 通信设备安装工程质量控制部位的监控要求 1000

一、电话程控交换设备安装工程质量控制部位监控要求 1000

二、数字传输设备安装工程质量控制部位监控要求 1010

三、通信电源设备安装工程质量控制部位的监控要求 1026

四、通信机房专用空调设备安装工程质量控制部位的监控要求 1038

附录 通信设备安装工程施工监理常用表格 1043

第六章 无线市话（小灵通）500mW基站整体结构安装施工监理 1067

第一节 500mW基站整体结构安装质量控制部位 1067

第二节　500mW基站整体结构安装质量控制部位的技术要求 1068

一、施工前的环境检查 1068

二、设备器材清点及抽验抽测 1068

四、基站整体安装 1069

三、安全生产、文明施工措施 1069