DE4133392C1

DE4133392C1 - Determining progress of mining material spreader - receiving signals from at least four satellites at end of tipping arm and at vehicle base and calculating actual geodetic positions and height of material tip

Info

Publication number: DE4133392C1
Application number: DE19914133392
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 5042 Erftstadt De Schaefer; Herbert Dr. 5000 Koeln De Krauss; Jochen Dipl.-Ing. 5020 Frechen De Kittlaus
Original assignee: Rheinbraun AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2011-10-10

Abstract

The method is for monitoring the tipping process of a loader (4) with a movable structure (5) equipped with an unloading or tipping arm (10) for depositing loads of material on the tip (8). The signals radiated from at least four satellites (16, 17, 18, 19) circling the earth in orbits are received by at least two receivers, of which the first is mounted near the end (11) of the tipping arm and the second on the movable structure. These signals are passed to a calculating system, determining the orientation of the tipping arm and also the geodetic position of its end. At least one point (56, 57, 58, 59, 60) is scanned under the end of the arm and outwards using a laser scanner and the distance between the point and the end measured, giving, by comparison with a model stored in the memory of the equipment, the actual height of the waste on the tip. USE - For coal spreader.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Absetzer nach dem jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10. Der Absetzer weist unter anderem eine ortsbewegliche, beispielsweise auf einem Raupenfahr werk verfahrbare Tragkonstruktion auf, an welcher ein Ausleger be weglich, d. h. schwenkbar in horizontaler und vertikaler Richtung, angebracht ist. Über den Ausleger läuft ein Förderband, mit wel chem der Abraum zum Abwurfende des Auslegers transportiert wird, von dem aus der Abraum auf der Abraumkippe verstürzt wird.The invention relates to a method and a settler according to the respective The preamble of claims 1 and 10 another portable, for example on a caterpillar drive Movable support structure on which a boom be mobile, d. H. swiveling in horizontal and vertical direction, is appropriate. A conveyor belt runs over the boom, with wel chem the spoil is transported to the discharge end of the boom, from which the overburden falls on the overburden dump.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannte Art werden beispw. aus der Schrift bulk solids handling, Vol. 8, 1988, N. 3, Seiten 329ff als bekannt vorausgesetzt.A method and a device of the type mentioned at the beginning are, for example, from the font bulk solids handling, Vol. 8, 1988, N. 3, pages 329ff.

In einer älteren Patentanmeldung hat die Anmelderin ein ähnliches "Verfahren zum Bestimmen des Abbaufortschrittes mittels Satelli ten-Geodäsie" zum Patent angemeldet (Az.: P 40 11 316.7-35 vom 07.04.90). Bei diesem älteren Verfahren werden die Position und die Ausrichtung der Gewinnungseinrichtung eines ortsbeweglichen Groß-Gewinnungsgerätes, insbesondere des Schaufelrades seines Schaufelradbaggers, mittels Satelliten-Geodäsie unter Verwendung eines Empfängers in der Nähe des Schaufelrades und eines weiteren Empfängers an einer anderen Stelle des Groß-Gewinnungsgerätes be stimmt. Das ältere Verfahren geht von der Überlegung aus, daß dort, wo sich das Schaufelrad innerhalb des Abbaufeldes befindet, kein Material vorhanden sein kann. Es gilt daher, die Position des Schaufelrades innerhalb des Abbaufeldes genau zu ermitteln um festzustellen, welche Mengen an Material, beispielsweise Abraum oder Mineral, insbesondere Kohle, gefördert wurden. In an earlier patent application the applicant has a similar one "Procedure for determining the progress of mining using Satelli ten-Geodesy "patent pending (Az .: P 40 11 316.7-35 dated 04/07/90). In this older method, the position and the orientation of the extraction facility of a portable Large extraction device, especially the paddle wheel of his Bucket-wheel excavators, using satellite geodesy a receiver near the paddle wheel and another Receiver at another point in the wholesale extraction device Right. The older procedure is based on the consideration that where the paddle wheel is within the mining field, no material can be present. The position of the To precisely determine the paddle wheel within the mining field determine what amounts of material, such as overburden or mineral, especially coal.

Auch im Falle der vorliegenden Erfindung handelt es sich um die Steuerung eines Großgerätes nämlich eines Absetzers, der innerhalb eines Tagebaus mit dem Groß-Gewinnungsgerät, nämlich dem Schaufel radbagger zusammenwirkt. Der vom Schaufelradbagger gewonnene Ab raum wird über Bandanlagen zum Absetzer gefördert und von dem Ab setzer auf der Abraumkippe verstürzt. Dabei kann es sich sowohl um eine Innenkippe handeln, d. h. um eine Abraumkippe wo der Abraum innerhalb der Grube verstürzt wird, welche zur Gewinnung des Mine rals zuvor ausgebaggert wurde. Es kann sich aber auch um eine Außenkippe handeln, wo der Abraum außerhalb der Grube verstürzt wird, aus welcher er zuvor zusammen mit dem Mineral gewonnen wurde. Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher auf beide Arten von Abraumkippen, auf denen der Abraum abgelagert wird.Also in the case of the present invention, it is the Control of a large device namely a settler, which is within an open pit with the large extraction device, namely the shovel wheel excavator interacts. The Ab won by the bucket wheel excavator space is conveyed to the settler via belt systems and from the Ab Setter crashed on the overburden. It can be both act an interior dump, d. H. around a spoil tip where the spoil falls within the pit which is used to mine the mine was previously dredged. But it can also be a Act outside dump where the overburden falls outside of the pit from which it was previously extracted together with the mineral has been. The present invention therefore relates to both Types of spoil tips on which the spoil is deposited.

Im Gegensatz zur Feststellung der Position des Schaufelrades eines Gewinnungsgerätes entsprechend der älteren Anmeldung liegen bei der Verkippung von Abraum auf einer Abraumkippe mit Hilfe eines Absetzers unterschiedliche Verhältnisse vor. Hier reicht es nicht aus, eine analoge Aussage zu treffen, daß dort, wo sich das Ab wurfende des Auslegers des Absetzers befindet, auch Abraum vorhan den sein muß. Vielmehr muß das Vorhandensein von Abraum auch tat sächlich, d. h. meßtechnisch festgestellt werden.In contrast to determining the position of the paddle wheel one Extraction device according to the older registration are included the dumping of spoil on a spoil tip using a Different conditions. It is not enough here from making an analogous statement that where the Ab throwing arm of the spreader, there is also overburden that must be. Rather, the presence of spoil must also have been done neuter, d. H. be determined by measurement.

Es ist daher Aufgabe für die vorliegende Erfindung, ein Verfahren und einen Absetzer zum Bestimmen des Verkippungsfortschritts und der auf der Abraumkippe verkippten Massen der eingangs genannten Art anzugeben, mit deren Hilfe das Verkippungsgeschehen zeitnah erfaßt werden kann, damit Daten der Abraumkippe hinreichend genau bestimmt werden können.It is therefore a task for the present Invention, a method and a settler for determining the tilting progress and that on the overburden indicate tilted masses of the type mentioned, with their help the tilting event can be recorded promptly, so that the data of the spoil tip is determined with sufficient accuracy can be.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß in den Ansprüchen 1 und 10 angegeben. Dazu wird mit Hilfe der Satelliten- Geodäsie die genaue Lage des Abwurfendes des Absetzers innerhalb der Abraumkippe bestimmt. Weiterhin wird durch berührungslose Entfernungsmessung mit Hilfe von Laser-Scannern die jeweilige Entfernung zwischen dem Abwurfende und der Abraumkippe festgestellt, so daß darüber eine Aussage möglich wird, ob und wenn ja, wieviel Abraum unterhalb des Abwurfendes des Absetzers verkippt wurde.This object is achieved according to the invention in claims 1 and 10. To do this, the satellite Geodesy the exact location of the drop end of the spreader within the overburden is determined. Will continue through non-contact distance measurement with the help of laser scanners the distance between the end of the throw and the Overburden found, so that a statement is possible whether and if so, how much overburden below the end of the discharge Settler was tilted.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Particular embodiments of the invention are in the Subclaims specified.

Zur Bestimmung der geometrischen Position, d. h. der Lagekoordinaten und Höhen eines Punktes mittels Satelliten-Geodäsie sind grundsätzlich mindestens vier Satelliten erforderlich, deren ausgesendete Signale von einem Empfänger, der dem zu bestimmenden Punkt entspricht, gleichzeitig empfangen werden können. Die Koordinaten des zu bestimmenden Punktes werden dabei in der Weise ermittelt, daß jeweils die Entfernung von diesem Punkt zu drei Satelliten bestimmt wird, wobei zur Bestimmung der Entfernung die Laufzeit, d. h. die Zeitdifferenz zwischen Ankunfts- und Aussende zeit, der Sendesignale herangezogen wird. Da aber die Satelliten einerseits und der Empfänger andererseits unterschiedliche Zeit meßsysteme aufweisen, ist der vierte Satellit zur Angleichung der Zeitmeßsysteme und somit zur Bestimmung der Bezugszeit notwendig. Damit ist gewährleistet, daß die tatsächlichen Laufzeiten der Sig nale ermittelt werden können. Da die jeweiligen Koordinaten der Satelliten bekannt sind, können aus den jeweiligen Entfernungen und der Zeitangleichung zum Empfänger dessen Koordinaten eindeutig bestimmt werden.To determine the geometric position, i.e. H. the position coordinates and heights of a point using satellite geodesy in principle, at least four satellites are required, the broadcast ones Signals from a receiver of the one to be determined Point corresponds, can be received at the same time. The Coordinates of the point to be determined are in this way determined that the distance from this point to three Satellite is determined, using the to determine the distance Term, d. H. the time difference between arrival and sending time that the transmission signals are used. But since the satellites on the one hand and the recipient on the other hand different time have measurement systems, is the fourth satellite for approximation Timekeeping systems and therefore necessary to determine the reference time. This ensures that the actual terms of the Sig can be determined. Since the respective coordinates of the Satellites are known from their respective distances and the time alignment to the recipient's coordinates clearly be determined.

Zur Satelliten-Geodäsie ist beispielsweise das im Aufbau befind liche Global-Positioning-System (GPS) der USA geeignet. Bei diesem System sind mindestens 21 Navigationssatelliten geplant, die die Erde umkreisend so angeordnet sind, daß von jeder Stelle der Erde zu jeder Zeit mindestens vier Satelliten gleichzeitig anpeilbar sind.This is under construction for satellite geodesy, for example US Global Positioning System (GPS). With this At least 21 navigation satellites are planned, which the Orbiting earth are arranged so that from any point on earth At least four satellites can be targeted simultaneously at any time are.

Bei einer Koordinatenbestimmung mittels Satelliten-Geodäsie er reicht man bei einer absoluten Positionsmessung, d. h., wenn die Koordinaten eines Punktes direkt aus den gemessenen Entfernungen ermittelt werden, derzeit eine Genauigkeit von etwa ± 10 m. Diese Abweichung ist insbesondere dadurch begründet, daß die Sendesigna le in Form von elektromagnetischen Wellen auf ihrem Weg zur Erde unterschiedliche Medien durchlaufen müsen, die die Wellen unter schiedlich durch Brechung ablenken und deren Laufzeit unterschied lich beeinflussen. Es ist daher zweckmäßig, einen weiteren Empfän ger vorzusehen, der in der Nähe des zu bestimmenden Punktes ange ordnet ist und dessen Koordinaten bekannt sind. Durch das soge nannte Differentialmeßverfahren können dann die nicht vorausseh baren und nicht berechenbaren Einflüsse der unterschiedlichen Medien auf die Wellenausbreitung eliminiert werden, da davon aus zugehen ist, daß die Signale zu den jeweiligen Empfängern in etwa die gleichen Wege durchlaufen. Bei dieser Meßmethode kann derzeit eine Genauigkeit von ca. ± 0,01 m erreicht werden. Dazu wird auf WO 87/06 713 verwiesen, auf deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich Bezug genommen wird.When determining coordinates using satellite geodesy is enough for an absolute position measurement, d. that is, if the Coordinates of a point directly from the measured distances an accuracy of approximately ± 10 m is currently being determined. These Deviation is particularly due to the fact that the sendigna le in the form of electromagnetic waves on their way to earth different media have to go through the waves underneath distract differently by refraction and their duration differ influence. It is therefore advisable to have another recipient to be provided in the vicinity of the point to be determined is ordered and its coordinates are known. Through the so-called named differential measuring methods can then not predict the predictable and unpredictable influences of the different Media on wave propagation are eliminated as a result to go is that the signals to the respective receivers approximately go the same way. This method of measurement can currently an accuracy of approx. ± 0.01 m can be achieved. This is done on WO 87/06 713 referenced, expressly to their disclosure content Reference is made.

Die Zeitabstände zwischen zwei Koordinatenbestimmungen mittels Satelliten-Geodäsie hängen unter anderem ab von der Rechenge schwindigkeit des Rechners, der die empfangenen Signale auswertet. Je nach Rechenleistung können die Meßintervalle beispielsweise nur eine Sekunde betragen. Diese kurze Ermittlungszeit der Koordinaten ermöglicht eine nahezu kontinuierliche Erfassung der Positionen von beweglichen Geräten.The time intervals between two coordinate determinations using Satellite geodesy depends, among other things, on the computing ge speed of the computer that evaluates the received signals. Depending on the computing power, the measuring intervals can only, for example be one second. This short determination of the coordinates enables the positions to be recorded almost continuously of moving devices.

Die Möglichkeit der relativ genauen Koordinatenbestimmung bei kur zen Meßintervallen mittels Satelliten-Geodäsie soll gemäß der Er findung zur Bestimmung der Koordinaten der Verkippungseinrichtung eines ortsbeweglichen Groß-Verkippungsgerätes verfügbar gemacht werden. Dabei handelt es sich insbesondere um die Position des Abwurfendes eines im Tagebau eingesetzten Absetzers. Das die Ver kippungseinrichtung darstellende Abwurfende wird von einem Ausle ger getragen. Dieser Ausleger ist im allgemeinen in senkrechter und horizontaler Ebene schwenkbar an der ortsbeweglichen Tragkon struktion des Absetzers angebracht. Es wird im folgenden überwie gend von einem Absetzer gesprochen, ohne daß damit jedoch eine Einschränkung verbunden sein soll.The possibility of relatively precise coordinate determination with kur zen measuring intervals by means of satellite geodesy should according to the Er Finding the coordinates of the tilting device of a portable large tilting device made available will. This is particularly the position of the Throwing end of a spreader used in opencast mining. That the ver The end of the dumping device is formed by an Ausle worn. This boom is generally vertical and horizontal level swiveling on the portable support cone structure of the stripper attached. It is referred to below spoken of a weaner, but without a Restriction should be connected.

Für das Betreiben eines Tagebaus sind die Bilanz der verstürzten Massen sowie die aktuelle Topographie der Abraumkippe von beson derer Bedeutung. Für einen Tagebau wird im allgemeinen ein Modell der Abraumkippe erstellt, welches die Anordnung der einzelnen Schichten der Abraumkippe, deren Mächtigkeiten usw. angibt. Bei diesen Schichten handelt es sich einmal um solche, die das stand feste Material, beispielsweise Tone, Lehme oder dergleichen, ent halten und zum anderen um die Schichten, die aus weniger stand festem Material wie z. B. Sanden und Kiesen bestehen. Anhand die ses Kippenmodells kann durch einen Vergleich zwischen der Aus gangssituation und der aktuellen Topographie festgestellt werden, welche Mengen welcher Materialien wo bereits verstürzt worden sind. D. h., daß durch einen derartigen Vergleich immer die aktu elle Topographie der Abraumkippe wiedergegeben wird. Zur Feststel lung der verstürzten Massen nach Menge, Lage und Beschaffenheit sind bisher manuelle Vermessungsverfahren üblich, so daß wegen des damit verbundenen relativ hohen Zeitaufwandes lediglich alle 14 Tage ein genauer Plan erstellt und das Kippenmodell aktuali siert werden konnte. For the operation of an open pit, the balance of the fallen Masses and the current topography of the tailings dump from beson their meaning. For a mine, a model is generally used The overburden dump created the arrangement of each Layers of the spoil tip, their thickness, etc. indicates. At these layers are once those that stood solid material, for example clays, loams or the like, ent hold and secondly about the layers that stood out from less solid material such as B. exist sands and gravel. Based on that This tilt model can be compared by comparing the walking situation and the current topography are determined, which quantities of which materials have already been destroyed where are. Ie. That such a comparison always the current all topography of the spoil tip is reproduced. To the lock the fallen masses according to quantity, location and nature Manual measurement methods have so far been customary, so that because of the associated relatively high expenditure of time only all A detailed plan was drawn up for 14 days and the tipping model updated could be settled.

Aus der Deutschen Patentanmeldung DE 39 26 223.5 A1, EP 4 12 398 A1 welche die Anmelderin mit zwei weiteren Anmelderinnen gemeinschaft lich getätigt hat, ist ein Verfahren zur Fördervolumenmessung aus der Schnittkontur eines Schaufelradbaggers oder von anderen Tage baugeräten mit Hilfe von Impulslaufzeit-Messungen der Geometrie eines Abbauortes bekannt geworden (Relativ-Verfahren). Die Ermitt lung der Geometrie des Abbauortes erfolgt durch einen in einem vom Tagebaugerät mitgeführten, lageorientierten Meßlaser erzeugten Laserstrahl über Laufzeitmessungen des Laserlichtes, wobei die Laufzeit in einem Rechner ausgewertet wird.From German patent application DE 39 26 223.5 A1, EP 4 12 398 A1 which the applicant shares with two other applicants has carried out a procedure for measuring the delivery volume the cutting contour of a bucket wheel excavator or other days construction devices with the aid of pulse transit time measurements of the geometry of a mining site became known (relative method). The investigators The geometry of the extraction site is carried out by one in one Opencast mining device with carried, position-oriented measuring laser Laser beam using time-of-flight measurements of the laser light, the Runtime is evaluated in a computer.

Bei dieser bekannten Anmeldung geht es also bereits um die Ermitt lung der Tagebaugeometrie von Gewinnungsgeräten mit Hilfe von Laser-Scannern. Ein Hinweis darauf, wie diese bekannte Technik in der aufgabengemäßen Weise für das Verstürzen von Abraum angewendet werden kann, ist in der bekannten Patentanmeldung nicht enthalten. Insbesondere fehlt es an jeglichem Hinweis darauf, daß es zur ge nauen Bestimmung des Verkippungsfortschritts auf einer Abraumkippe zwingend erforderlich ist, zuvor die Position des Abwurfendes des Absetzers zu ermitteln, dieser Position die jeweilige Höhe der verstürzten Massen zuzuordnen und das Ganze in ein vorbereitetes Kippenmodell einzuordnen, um zu zuverlässigen Aussagen über den Aufbau und die Gestalt der Abraumkippe zu gelangen (Absolut-Ver fahren).This known application is therefore already about the investigators open-pit geometry of mining equipment with the help of Laser scanners. An indication of how this known technique is used in the task-oriented way for the overburden to fall can not be included in the known patent application. In particular, there is no indication that it is ge exact determination of the tilting progress on a spoil tip is absolutely necessary, the position of the dropping end of the To determine this position the respective amount of the settler to assign fallen masses and the whole thing in a prepared Classify tilt model to make reliable statements about the Structure and shape of the spoil tip (absolute ver drive).

Mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe auf vorteilhafte Weise gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestal tungen des Verfahrens ergeben sich aus den einzelnen Unteran sprüchen 2 bis 9. In diesem Zusammenhang ist als vorteilhafte Ausführungsform hervorzuheben, daß der erste Empfänger am Abwurf ende des Auslegers angeordnet ist und aus den ermittelten Positio nen die dreidimensionale Lage des Laser-Scanners ermittelt wird.With the features of the present invention, this object solved in an advantageous manner. Particularly advantageous configuration The procedure derives from the individual sub-submissions Proverbs 2 to 9. In this context it is advantageous Embodiment to highlight that the first receiver on dropping end of the boom is arranged and from the determined position the three-dimensional position of the laser scanner is determined.

In den Unteransprüchen 11 bis 14 wird sodann angegeben, nach wel chen Merkmalen ein Absetzer ausgestaltet sein muß, damit man mit seiner Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren durchführen kann.Sub-claims 11 to 14 then state that wel Chen features a stripper must be designed so that one with his help can carry out the method according to the invention.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen jeweils in nicht-maßstäblicher und verein fachter Darstellung dieThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment described. They each show in non-scale and unified expert representation of the

Fig. 1 die Seitenansicht eines Absetzers in einem Tagebau, Fig. 1 is a side view of a spreader in an open pit,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Absetzer der Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the stacker of Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Abwurfendes des Abset zers innerhalb des Verkippungsmodells, Fig. 3 is a perspective view of the discharge end of the Abset decomp within the Verkippungsmodells,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Verkippungsmodells der Fig. 3 in verkleinertem Maßstab und Fig. 4 is a side view of the tilting model of Fig. 3 on a reduced scale and

Fig. 5 eine Ausführungsform der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Hardware-Komponenten und deren Verknüp fung. Fig. 5 shows an embodiment of the hardware components required to carry out the method and their linkage.

Der in der Fig. 1 dargestellte Absetzer 4 weist einen ortsbeweglichen Teil oder eine Tragkonstruk tion 5 auf, die mit einem Fahrwerk 6 versehen ist, mit dessen Hilfe der Absetzer 4 auf dem Planum 7 der Abraumkippe 8 bewegt werden kann. Die Tragkonstruktion 5 ist gegenüber dem Fahr werk 6 um eine vertikale Achse 9 drehbar. An der Tragkonstruk tion 5 ist ein Ausleger 10 in vertikaler Ebene schwenkbar ange bracht. Vom freien Abwurfende 11 des Auslegers 10 herab wird Ab raum 12 auf der Abraumkippe 8 verstürzt. Der Absetzer 4 befindet sich in einem Tagebau 13 und schüttet dort die Abraumkippe 8 als sogenannte "Innenkippe" auf.The stacker 4 shown in Fig. 1 comprises a movable section or an Tragkonstruk tion 5, which is provided with a chassis 6 can be moved with the aid of the loader 4 on the subgrade 7 of the waste dump. 8 The support structure 5 is rotatable relative to the driving mechanism 6 about a vertical axis 9 . On the support structure 5 , a boom 10 is pivotally mounted in the vertical plane. From the free discharge end 11 of the boom 10 down from room 12 on the dump 8 falls. The settler 4 is located in an open-cast mine 13 and piles up the spoil tip 8 there as a so-called “inner tip”.

In der Nähe des Abwurfendes 11 ist am Ausleger 10 ein zweiter Em pfänger 1 (GPS-Antenne 1) angeordnet. Auf dem Pylon 14 der Trag konstruktion 5 befindet sich ein erster Empfänger 2 (GPS- Anten ne 2). Ein dritter Empfänger oder Bezugsempfänger 3 befindet sich ortsfest auf dem Dach eines Gebäudes 15, das außerhalb des Tagebaus 13 angeordnet ist (Fig. 1).In the vicinity of the dropping end 11 , a second receiver 1 (GPS antenna 1) is arranged on the boom 10 . On the pylon 14 of the supporting structure 5 there is a first receiver 2 (GPS antenna 2). A third receiver or reference receiver 3 is stationary on the roof of a building 15 , which is arranged outside the open pit 13 ( Fig. 1).

Innerhalb der Radiosichtweite der Empfänger 1, 2 und 3 wird die Erde von vier Satelliten 16, 17, 18 und 19 umkreist. Die Satelli ten 16, 17, 18 und 19 bewegen sich beispielsweise jeweils auf Um laufbahnen, die voneinander verschieden sein können. Der Satellit 16 bewegt sich auf der Umlaufbahn 20, der Satellit 17 auf der Umlaufbahn 21, der Satellit 18 auf der Umlaufbahn 22 und schließlich der Satellit 19 auf der Umlaufbahn 23 um die Erde. Die Umlaufbahnen 20, 21, 22 und 23 sowie die geozentrischen Koordina ten der Satelliten 16, 17, 18 und 19 sind zu jederzeit bekannt und werden von den Satelliten 16 bis 19 fortlaufend als Meßsignale ausgesendet. Within the radio range of view of receivers 1 , 2 and 3 , the earth is orbited by four satellites 16 , 17 , 18 and 19 . The Satelli ten 16 , 17 , 18 and 19 move, for example, each on order tracks that can be different from each other. Satellite 16 moves in orbit 20 , satellite 17 in orbit 21 , satellite 18 in orbit 22, and finally satellite 19 in orbit 23 around the earth. The orbits 20 , 21 , 22 and 23 and the geocentric coordinates of satellites 16 , 17 , 18 and 19 are known at all times and are continuously emitted by satellites 16 to 19 as measurement signals.

Wie aus der Fig. 1 weiter erkennbar, stehen die Empfänger 1, 2 und 3 über die Meßstrahlen oder Meßsignale 25, 27, 30, 33 bzw. 26, 29, 32, 34 bzw. 24, 27, 31 und 35 mit jeweils jedem der Satelliten 16, 17, 18 und 19 in Verbindung.As can also be seen from FIG. 1, the receivers 1 , 2 and 3 are connected to each of the measuring beams or measuring signals 25 , 27 , 30 , 33 or 26 , 29 , 32 , 34 or 24 , 27 , 31 and 35 of satellites 16 , 17 , 18 and 19 in connection.

Sobald einer der Satelliten 16 bis 19 außerhalb der Empfangssicht weite eines der Empfänger 1 bis 3 gerät, tritt an seine Stelle ein anderer Satellit des GPS-Systems, welches bis zu einundzwanzig Satelliten umfassen kann. Es ist also dafür Sorge getragen, daß sich stets vier Satelliten innerhalb der Radiosichtweite der Em pfänger 1 bis 3 befinden. Demnach stellt die Fig. 1 einen zeit lichen Ausschnitt aus der Sende-Empfangssituation zwischen den Empfängern 1 bis 3 und den Satelliten 16 bis 19 dar. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß zu jeder beliebigen Zeit ein Empfän ger 1 bis 3 mit vier Satelliten gleichzeitig in Verbindung steht, so daß jederzeit die dreidimensionalen Koordinaten jedes der Em pfänger 1 bis 3 eindeutig bestimmt werden können.As soon as one of the satellites 16 to 19 goes outside the reception range of one of the receivers 1 to 3 , another satellite of the GPS system takes its place, which can include up to twenty-one satellites. It is therefore ensured that there are always four satellites within the radio range of the receiver 1 to 3 . Accordingly, Fig. 1 shows a temporal excerpt from the transceiver situation between the receivers 1 to 3 and the satellites 16 to 19. In this way it is ensured that a receiver 1 to 3 with four satellites at any time is connected so that the three-dimensional coordinates of each of the recipients 1 to 3 can be clearly determined at any time.

An dem dem Abwurfende 11 abgekehrten Ende weist der Absetzer 4 einen weiteren, mit der Tragkonstruktion 5 verbundenen Ausleger 36 auf. Beide Ausleger 10 und 36 sind mit Förderbändern (nicht ge zeigt) versehen, über die die von einem Schaufelradbagger (nicht gezeigt) im Tagebau 13 an anderer Stelle gewonnenen Abraummassen dem Absetzer 4 zugeführt werden, um schließlich über das Abwurf ende 11 des Auslegers 10 auf der Abraumkippe 8 verstürzt zu wer den.At the end facing away from the discharge end 11 , the spreader 4 has a further boom 36 connected to the supporting structure 5 . Both booms 10 and 36 are provided with conveyor belts (not shown) via which the clearing masses obtained from a bucket wheel excavator (not shown) in the opencast mine 13 at another location are fed to the settler 4 , to finally end 11 of the boom 10 on the discharge the overburden 8 falls to who.

Der am vorderen Abschnitt des Auslegers 10 in der Nähe des Abwurf endes 11 angeordnete zweite Empfänger 1 ist so positioniert, daß er mit seiner Antenne bei jeder denkbaren Position des Auslegers 10 die Signale der Satelliten 16, 17, 18 und 19 empfangen kann. Der auf dem Pylon 14 angeordnete erste Empfänger 2 wird durch keine Aufbauten des Absetzers 4 überschattet, so daß auch der erste Em pfänger 2 stets mit den Satelliten 16, 17, 18 und 19 in Empfangs sichtverbindung stehen kann.The at the front section of the boom 10 near the drop end 11 arranged second receiver 1 is positioned so that it can receive the signals of the satellites 16 , 17 , 18 and 19 with its antenna at every conceivable position of the boom 10 . The arranged on the pylon 14 first receiver 2 is not overshadowed by any structures of the settler 4 , so that the first receiver 2 can always be in line of sight with the satellites 16 , 17 , 18 and 19 .

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden die Koordinaten der Empfänger 1 und 2 gleichzeitig mittels Satelliten-Geodäsie be stimmt. Mit den Koordinaten liegt der Abstand 37 zwischen den Em pfängern 1 und 2 fest. Diesem Abstand 37 läßt sich eindeutig eine Winkellage des Auslegers 10 in einer vertikalen Ebene zuordnen, wodurch auch die Lage des Abwurfendes 11 in Bezug auf die Empfän ger 1 und 2 eindeutig festliegt. Da die Empfänger 1 und 2 in Bezug auf die vertikale Achse 9 keine relative Bewegung zueinander aus führen, sind mit der Richtung der Geraden 37, die durch die beiden Empfänger 1 und 2 verläuft, auch die Ausrichtung des Auslegers 10 und damit die Position des Abwurfendes 11 im Raum festgelegt. Eine mögliche seitliche Neigung des Absetzers 4 ist gering und kann dabei unberücksichtigt bleiben.In the method according to the invention, the coordinates of the receivers 1 and 2 are determined simultaneously by means of satellite geodesy. With the coordinates, the distance 37 between the recipients 1 and 2 is fixed. This distance 37 can clearly assign an angular position of the boom 10 in a vertical plane, whereby the position of the discharge end 11 in relation to the receiver 1 and 2 is clearly defined. Since the receivers 1 and 2 do not move relative to one another with respect to the vertical axis 9 , the direction of the straight line 37 which runs through the two receivers 1 and 2 also aligns the boom 10 and thus the position of the discharge end 11 set in the room. A possible lateral inclination of the settler 4 is slight and can not be taken into account.

Sollte die seitliche Neigung des Absetzers 4 jedoch nicht vernach lässigbar klein sein, muß ein weiterer Empfänger an dem Absetzer 4 vorgesehen sein, damit die Neigung auch erfaßt werden kann.However, if the lateral inclination of the settler 4 is not negligibly small, a further receiver must be provided on the settler 4 so that the inclination can also be detected.

Wie aus der Draufsicht der Fig. 2 erkennbar, befindet sich die vertikale Achse 9, d. h. die Schwenkachse des Absetzers 4 in einer fixierten Stellung 38 zwischen den beiden Positionen 39 und 40. Die Position 38 befindet sich beispielsweise in der Mitte der die Positionen 39 und 40 miteinander verbindenden strichpunktierten Linie 41. Die Linie 41 deutet die Richtung 42 an, auf der sich der Absetzer 4 über das Planum 7 bewegt, um Abraum zu verkippen. Diese Bewegung ist nicht kontinuierlich, vielmehr muß man sich vorstel len, daß der Absetzer 4 zunächst in der Position 39 gehalten hat, um Abraum zu verkippen, sodann in die Position 38 gefahren ist, welche in der Fig. 2 festgehalten wurde und, nachdem er seine Ar beit in der Pos. 38 beendet haben wird, in die Position 40 fahren wird, um dort erneut Abraum zu verkippen. Die Positionen 38, 39 und 40 stellen deshalb Stillstandspositionen für den Absetzer 4 dar, aus denen heraus er jeweils Abraum auf der Abraumkippe 8 ver kippt.As can be seen from the top view of FIG. 2, the vertical axis 9 , ie the pivot axis of the settler 4, is in a fixed position 38 between the two positions 39 and 40 . The position 38 is, for example, in the middle of the dash-dotted line 41 connecting the positions 39 and 40 . The line 41 indicates the direction 42 in which the settler 4 moves over the formation 7 in order to tilt overburden. This movement is not continuous, rather one has to imagine that the settler 4 initially held in position 39 to tilt overburden, then moved to position 38 , which was recorded in FIG. 2 and after it will have finished his work in pos. 38 , will go to position 40 to tip overburden again. The positions 38 , 39 and 40 therefore represent standstill positions for the settler 4 , from which he tilts each spoil on the spoil tip 8 ver.

In diesen jeweiligen Stillstandspositionen 38, 39 und 40 wird der Ausleger 10 nacheinander um die vertikale Achse 9 verschwenkt. In Bezug auf die vertikale Achse 9 befindet sich der Ausleger 10 in der Fig. 3 in seiner linken äußeren Schwenkposition, welche durch die strichpunktierte Linie 43 angedeutet ist. In lotrechter Stel lung in Bezug auf die Bewegungsrichtung 41 ist der Ausleger 10 beispielsweise in Richtung der strichpunktierten Linie 44 und in der äußersten rechten Schwenkstellung der vertikalen Achse 9 in Richtung der strichpunktierten Linie 45 angeordnet. Der Ausle ger 10 ist also um die mittlere Schwenkposition 44 nach rechts und links jeweils um die Winkel 46 verschwenkbar. In these respective standstill positions 38 , 39 and 40 , the boom 10 is successively pivoted about the vertical axis 9 . With respect to the vertical axis 9 , the boom 10 in FIG. 3 is in its left outer pivot position, which is indicated by the dash-dotted line 43. In the vertical position with respect to the direction of movement 41 , the boom 10 is arranged, for example, in the direction of the dash-dotted line 44 and in the extreme right pivot position of the vertical axis 9 in the direction of the dash-dotted line 45 . The Ausle ger 10 is thus pivotable about the central pivot position 44 to the right and left by the angle 46 .

In der gezeigten linken Schwenkposition 43 wird Abraum vom Abwurf ende 11 des Auslegers 10 verstürzt und fällt auf die Abraumkippe 8 nieder, um dort einen Haufen bilden, dessen Grundriß durch die Kreislinie 47 angedeutet ist. Entsprechendes gilt für die Kreise 48 und 49, welche den Schwenkpositionen 44 und 45 zuzuord nen sind. Wie man aus der Draufsicht deutlich sieht, überschneiden die Kreise, Bereich 47 bis 49, einander in den Sektoren 50. Somit ergibt sich ein kontinuierlich durchlaufendes Verkippungsprofil, welches durch die strichpunktierte Linie 51 angedeutet wird. Der von dem Abwurfende 11 herabfallende Abraum trifft beispielsweise auf dem Haufen 47 im Punkt oder Gipfelpunkt 52 auf, der auch in der Seitenansicht der Fig. 1 angedeutet ist.In the left pivoting position 43 shown , overburden falls from the discharge end 11 of the boom 10 and falls down on the overburden tip 8 to form a pile there, the outline of which is indicated by the circular line 47 . The same applies to the circles 48 and 49 , which are assigned to the pivot positions 44 and 45 . As can be clearly seen from the top view, the circles, areas 47 to 49 , overlap each other in the sectors 50 . This results in a continuously running tilting profile, which is indicated by the dash-dotted line 51 . The overburden falling from the discharge end 11 strikes, for example, the pile 47 at the point or summit point 52 , which is also indicated in the side view of FIG. 1.

Die Höhe 51 des Abraumprofils über dem Planum 7 wird nun exakt ermittelt. Zu diesem Zweck sind zu beiden Seiten des Abwurfen des 11 des Auslegers 10 je ein Laser-Scanner 61 und 62 angeordnet. Die beiden Laser-Scanner 61 und 62 sind jeweils um vertikale Ebe nen 53 und 54 schwenkbar, wie sie durch die jeweils strichpunk tierten Linien angedeutet sind. Der Winkel 55 (Fig. 1) gibt den Schwenkbereich beispielsweise des Laser-Scanners 61 innerhalb der vertikalen Ebene 53 an. Innerhalb dieser vertikalen Meßebene 53 werden von dem Laser-Scanner 61 nacheinander die Punkte 56, 57, 52, 58, 59 und 60 abgetastet. Während sich der Meßpunkt 56 auf der Oberkante der Böschung der Abraumkippe 8 befindet und somit gegen über dem Laser-Scanner 61 eine fast horizontale Lage einnimmt, befindet sich der Meßpunkt 60 auf dem Planum 7 weit unterhalb des Laser-Scanners 61 und ist von diesem, wie in der Fig. 1 angegeben, ungefähr 50 m weit entfernt. Gemessen am Schwenkbereich 55 befin den sich die Meßpunkte 52 und 56 bis 60 jeweils unter einem Winkel zwischen 5 und 30°, vorzugsweise 10°, weit auseinander. Durch die Abtastung erhält man also ein Schnittprofil der Abraumkippe 8 längs der vertikalen Ebene 53, welches durch die Folge der Meß punkte 56, 57, 52, 58, 59 und 60 dargestellt werden kann, wie das in der Seitenansicht der Fig. 1 der Fall ist. Hierzu ist zu dem Meßpunkt 52 noch auszuführen, daß sich das Tal 63 im Schatten des Meßstrahls, der die Entfernung 64 darstellt, befindet, der die Entfernung zwischen dem Laser- Scanner 61 und dem Meßpunkt 52 darstellt. Die genaue Lage des Tals 63 wird beispielsweise rechnerisch aus den bekannten Daten des Schüttwinkels des jeweils verkippten Abraummaterials ermit telt.The height 51 of the overburden profile above the level 7 is now exactly determined. For this purpose, the Abwurfen 11 of the boom 10 are arranged a laser scanner depending 61 and 62 on both sides. The two laser scanners 61 and 62 are each about vertical planes 53 and 54 , as indicated by the dash-dotted lines. The angle 55 ( FIG. 1) indicates the pivoting range of the laser scanner 61, for example, within the vertical plane 53 . The points 56 , 57 , 52 , 58 , 59 and 60 are successively scanned by the laser scanner 61 within this vertical measuring plane 53 . While the measuring point 56 is located on the upper edge of the slope of the overburden 8 and thus assumes an almost horizontal position with respect to the laser scanner 61 , the measuring point 60 is located on the level 7 far below the laser scanner 61 and is from it, as indicated in Fig. 1, about 50 m away. Measured on the swivel range 55 , the measuring points 52 and 56 to 60 are each at an angle between 5 and 30 °, preferably 10 °, far apart. By scanning you get a section profile of the overburden 8 along the vertical plane 53 , which can be represented by the sequence of measuring points 56 , 57 , 52 , 58 , 59 and 60 , as is the case in the side view of FIG. 1 is. For this purpose, it must also be stated for the measuring point 52 that the valley 63 is in the shadow of the measuring beam, which represents the distance 64 , which represents the distance between the laser scanner 61 and the measuring point 52 . The exact location of the valley 63 is calculated, for example, arithmetically from the known data of the angle of repose of the tilted waste material.

Beim Verschwenken des Auslegers 10 zwischen den Schwenkpositi onen 43, 44 und 45 wird der in Schwenkrichtung hintere Laser- Scanner, in diesem Falle der Laser-Scanner 61 benutzt. Anders beim Verschwenken des Auslegers 10 Von der rechten Schwenkposition 45 in die linke Schwenkposition 43; in diesem Falle würde der Laser- Scanner 62 benutzt werden, um das Abraumprofil längs der vertika len Meßebene 54 zu ermitteln. Es wird also jeweils der in Schwenk richtung hintere Laser-Scanner zur Ermittlung des Abraumprofiles benutzt.When the boom 10 is pivoted between the pivot positions 43 , 44 and 45 , the rear laser scanner in the pivoting direction, in this case the laser scanner 61, is used. Different when pivoting the boom 10 from the right pivot position 45 into the left pivot position 43 ; in this case the laser scanner 62 would be used to determine the overburden profile along the vertical measuring plane 54 . It is used in each case in the swivel direction rear laser scanner to determine the overburden profile.

Mit der Erstellung eines Abraumprofils beispielsweise analog dem Abraumprofil der Fig. 1 allein ist es aber noch nicht getan. Das Ganze macht erst Sinn, wenn darüber auch der Fortschritt des Ver kippens festgestellt werden kann. Zu diesem Zweck wird die Abraum kippe 8 in ein Rastermodell unterteilt, dessen Netz oder geodätisches Modell 65 durch die unterbrochenen Linien in der Fig. 2 dargestellt ist. Das Rastermo dell besteht aus einzelnen Säulenwürfeln 66, wie sie in der Fig. 3 noch einmal perspektivisch vergrößert herausgezeichnet sind. In Bezug auf die Böschungen 67 und 68 nehmen die Säulenwürfel 66 je weils unterschiedliche Höhen an, denen rechnerische Höhen, be zeichnet durch die Großbuchstaben "H_x", zugeordnet sind. Auf diese Weise wird die gesamte Höhe "H" der Böschung 68 über ihre Tiefe "T" in einzelne Rasterwürfel 66 unterteilt, denen unter schiedliche Höhen "H_x" zugeordnet sind. Die unterschiedlichen Höhen "H_x" sind eine Funktion des Böschungswinkels 69, welcher sich auf der Böschung 68 in Abhängigkeit von dem jeweils verstürz ten Abraum 12 selbsttätig einstellt und aus geomechanischen Daten bekannt ist. Mithin sind also die Zwischenhöhen "H_x" der einzel nen Rasterwürfel ansich bekannt und liegen ebenfalls dem Raster modell 65 der Abraumkippe 8 zugrunde. Mit Hilfe der Laser- Scanner 61 bzw. 62 wird durch das Abtasten der Meßpunkte 52 und 56 bis 60 jeweils festgestellt, wieviel Abraum sich tatsächlich in den einzelnen Rastersäulen 66 befindet. Dieser so festgestellte Ist-Wert wird mit dem der Fig. 3 entsprechenden Rastermodell als Soll-Wert verglichen und ergibt sodann ein Maß für die Menge des tatsächlich verkippten Abraums bzw. für den Verkippungsfortschritt auf der Abraumkippe 8.However, the creation of a spoilage profile, for example analogous to the spoilage profile of FIG. 1, alone is not enough. The whole thing only makes sense if the progress of the tilting can also be determined. For this purpose, the overburden can 8 is divided into a grid model, the network or geodetic model 65 is shown by the broken lines in Fig. 2. The Rastermo dell consists of individual column cubes 66 , as shown in Fig. 3 again enlarged in perspective. With respect to the embankments 67 and 68 , the pillar cubes 66 each assume different heights, to which arithmetic heights, denoted by the capital letters "H _x ", are assigned. In this way, the entire height "H" of the embankment 68 is divided over its depth "T" into individual grid cubes 66 , which are assigned different heights "H _x ". The different heights "H _x " are a function of the embankment angle 69 , which is set automatically on the embankment 68 as a function of the respective overburden 12 and is known from geomechanical data. Thus, the intermediate heights "H _x " of the individual grid cubes are known per se and are also based on the grid model 65 of the overburden 8 . With the help of the laser scanners 61 and 62 , the scanning of the measuring points 52 and 56 to 60 determines how much overburden is actually in the individual grid columns 66 . This actual value determined in this way is compared with the raster model corresponding to FIG. 3 as the target value and then gives a measure of the amount of overburden actually tipped or for the tipping progress on the overburden tipper 8 .

Wie in der Fig. 2 weiter erkennbar, ist das Rastermodell 65 lot recht in Bezug auf die mittlere Schwenkstellung 44 des Abset zers 10 ausgerichtet. Dadurch ergeben sich in der linken Schwenk stellung 43 bzw. rechten Schwenkstellung 45 jeweils Verdrehungen der Meßebenen 53 bzw. 54 um einen Winkel 70 bezüglich der mittle ren Schwenkstellung 44. Die sich aus einer solchen Verdrehung 70 ergebende Meßungenauigkeit ist aber im Hinblick auf das Gesamtge schehen der Abraumverkippung vernachlässigbar gering. Wo sie es nicht sein sollte, kann sie häufig durch mathematische Korrekturen im Rechner ausgeglichen werden. Eine andere Möglichkeit des Aus gleichs besteht allerdings auch darin, die Laser-Scanner 61 bzw. 62 in Bezug auf die jeweilige Schwenkrichtung des Auslegers 10 gegenläufig zu verschwenken. Dadurch wird die Genauigkeit des Ab tast- und Meßverfahrens weiterhin gesteigert, wofür allerdings im allgemeinen in dem großen Betrieb eines Tagebaus nicht immer eine Notwendigkeit vorliegt; ganz abgesehen davon, daß eine mögliche Lageregelung der Laser-Scanner 61 bzw. 62 im Gegenlauf zur jewei ligen Schwenkbewegung des Auslegers 10 einen erhöhten Aufwand an Steuerungs- und Regelungstechnik notwendig macht.As can also be seen in FIG. 2, the raster model 65 is quite aligned with respect to the central pivot position 44 of the offset 10 . This results in the left swivel position 43 and right swivel position 45 in each case rotations of the measuring planes 53 and 54 by an angle 70 with respect to the mittle ren swivel position 44th The resulting inaccuracy from such a twist 70 is negligible with regard to the overall events of the overburden tilting. Where it should not be, it can often be compensated for by mathematical corrections in the computer. Another possibility of equalization, however, is to pivot the laser scanner 61 or 62 in opposite directions with respect to the respective pivoting direction of the arm 10 . This further increases the accuracy of the scanning and measuring method, although this is not always necessary in general in the large operation of an open-cast mine; quite apart from the fact that a possible position control of the laser scanner 61 or 62 in the opposite direction to the respective pivoting movement of the arm 10 makes an increased outlay on control and regulation technology necessary.

In Fig. 5 ist das Ausführungsbeispiel eines Rechnersystems und eine mögliche Verknüpfung seiner Hardware-Komponenten dargestellt. Die Empfänger 1 und 2, die auf dem Absetzer 4 angeordnet sind, speisen über die Verbindungen 71 und 72 ihre Meßdaten in einen Prozeßrechner 73 ein. Der Prozeßrechner kann beispielsweise auf dem Absetzer 4 angeordnet sein und sich dort vorzugsweise inner halb von dessen Führerstand (nicht gezeigt) befinden. Der dritte, ortsfest auf dem Gebäude 15 am Rand des Tagebaus 13 angeordnete Empfänger 3 ist über die Verbindung 74 ebenfalls mit dem Prozeß rechner 73 verbunden. Die Verbindungen 71, 72 und 74 können bei spielsweise Leitungen oder Funkstrecken sein, welche sich zur Da tenübertragung eignen. Aber auch die Laser-Scanner 61 und 62 stehen über Verbindungen 75 bzw. 76 mit dem Prozeßrechner 73 in ständiger Verbindung. Für die Verbindungen 75 und 76 gilt das Gleiche wie für die übrigen Verbindungen, nämlich daß sie aus Leitungen oder Funkstrecken zur Datenübertragung bestehen können.In Fig. 5, the embodiment of a computer system and a possible linkage is illustrated his hardware components. The receivers 1 and 2 , which are arranged on the separator 4 , feed their measurement data into a process computer 73 via the connections 71 and 72 . The process computer can, for example, be arranged on the dispenser 4 and is preferably located there within the driver's cab (not shown). The third, fixed on the building 15 on the edge of the open pit 13 receiver 3 is also connected via the connection 74 to the process computer 73 . The connections 71 , 72 and 74 can be, for example, lines or radio links which are suitable for data transmission. However, the laser scanners 61 and 62 are also in constant communication with the process computer 73 via connections 75 and 76, respectively. The same applies to connections 75 and 76 as to the other connections, namely that they can consist of lines or radio links for data transmission.

Dem Prozeßrechner 73 ist außerdem eine Steuereinheit 77 zugeord net, über welche Daten hinsichtlich der Art des von dem Absetzer 4 zu verstürzenden Abraums 12 und Signale für einen Stopp oder An laufen des Abraums sowie der jeweiligen Schwenkposition des Ausle gers 10 in den Prozeßrechner 73 über die Verbindungsleitung 78 eingegeben werden.The process computer 73 is also a control unit net zugeord 77 through which data on the kind of of the settler 4 to verstürzenden overburden 12 and signals for a stop or to the spoil, and the respective pivot position racing interpretation gers 10 in the process computer 73 via the Connection line 78 can be entered.

Sowohl der Prozeßrechner 73 als auch der mit ihm kontinuierlich über die Leitung 79 in Verbindung stehende Hauptrechner 80 können Informationen bzw. Daten enthalten, welche ein digitales Modell 65 der Abraumkippe 8 betreffen, auf welcher von dem Ausleger 10 Ab raum 12 verstürzt wird. Es ist üblich, einen Rechner 81 zur Be triebsüberwachung vorzusehen, welcher statistische Daten des Tage baubetriebes bzw. der Abraumkippe 8 sammelt und vorhält. Solche Daten bestehen beispielsweise aus Informationen über Betrieb oder Störungen von Bandanlagen oder über die Belegung von Bandwaagen sowie über die Art und Konsistenz des jeweils zu verkippenden Ab raummaterials. Die Verbindung 82 zwischen dem Prozeßrechner 73 und dem Rechner 81 wird beispielsweise über eine Funkstrecke 82 oder ein Datenkabel hergestellt. Both the process computer 73 and the main computer 80 connected to it continuously via the line 79 can contain information or data relating to a digital model 65 of the spoil tip 8 , on which the boom 10 from space 12 falls. It is common to provide a computer 81 for operational monitoring, which collects and maintains statistical data of the day-to-day operation or the overburden 8 . Such data consist, for example, of information about the operation or malfunctions of conveyor systems or the occupancy of conveyor scales, as well as the type and consistency of the material to be tilted. The connection 82 between the process computer 73 and the computer 81 is established, for example, via a radio link 82 or a data cable.

Der Rechner 81 zur Betriebsüberwachung steht ebenfalls mit dem Hauptrechner 80 in Verbindung, welcher beispielsweise im Gebäu de 15 der Markscheiderei des Tagebaus 13 installiert ist. Über die wechselseitigen Verbindungen 83 werden zwischen den Rechnern 80 und 81 Korrekturen ausgetauscht. Andererseits steht der in der Markscheiderei installierte Hauptrechner 80 auch über die Verbin dung 79 mit dem Prozeßrechner 73 auf dem Absetzer 4 auf Abruf in Verbindung. Hiermit ist eine Verknüpfung zwischen den drei Rech nern 73, 80 und 81 hergestellt, die eine Kommunikation dieser drei Rechner untereinander ermöglicht. Weiterhin steht der Hauptrech ner 80 noch über eine Verbindung 84 mit einem Großrechner 85 in Verbindung, der an einem anderen Ort aufgestellt sein kann. In dem Großrechner 85 sind sämtliche, auch über die Abraumkippe 8 hinaus gehenden Daten des Betriebsgeschehens gespeichert. Die Übertragung der Daten über die gezeigten Verbindungen 79, 82, 83 und 84 kann sowohl über Funk als auch über Kabel, beispielsweise Kupfer- oder Glasfaserkabel, erfolgen.The computer 81 for operational monitoring is also connected to the main computer 80 , which is installed, for example, in the building 15 of the mine of the opencast mine 13 . Corrections are exchanged between the computers 80 and 81 via the mutual connections 83 . On the other hand, the main computer 80 installed in the marquetry is also connected via the connection 79 to the process computer 73 on the dispenser 4 on demand. This creates a link between the three computers 73 , 80 and 81 , which enables these three computers to communicate with one another. Furthermore, the main computer 80 is still connected via a connection 84 to a mainframe 85 , which can be set up at another location. In the mainframe 85 , all data relating to the operating process, which also goes beyond the spoil dump 8 , are stored. The data can be transmitted via the connections 79 , 82 , 83 and 84 shown both by radio and by cable, for example copper or glass fiber cable.

Einzelheiten der Verkippung sind in den Fig. 3 und 4 schematisch dargestellt. Der Ausleger 10 wird so bewegt, daß das Abwurfende 11 nacheinander die einzelnen Rastersäulen 66 erreicht. Zu diesem Zweck wird der Ausleger 10 in Richtung des Pfeiles 86 über den Bereich der Schwenkstellungen 43 und 45 verschwenkt. Daneben kann der Ausleger aber auch noch in Grenzen um einen Drehpunkt 87 der Tragkonstruktion 5 in einer vertikalen Ebene verschwenkt werden, deren jeweilige Spur auf dem Planum 7 beispielweise durch die Mit tellinien 43, 44 und 45 angedeutet ist. Bei jeder Verschwenkung des Auslegers 10 in einer der vertikalen Ebenen 43, 44 und 45 ver ändert sich der Abstand 37 zwischen den Antennen 1 und 2 ent sprechend ebenso wie das für die Lage des Abwurfendes 11 in der Projektion auf das Planum 7 der Fall ist. Die durch ein Verschwen ken des Auslegers 10 um den Drehpunkt 87 mögliche Veränderung der Wurfweite des Abraums 12 ist jedoch gering und muß allenfalls be rücksichtigt werden, wenn der Absetzer 4 eine Abraumkippe 8 in extremer Hoch- oder Tiefschüttung aufschüttet.Details of the tilting are shown schematically in FIGS. 3 and 4. The boom 10 is moved so that the discharge end 11 successively reaches the individual grid columns 66 . For this purpose, the boom 10 is pivoted in the direction of arrow 86 over the range of the pivot positions 43 and 45 . In addition, the boom can also be pivoted within limits about a pivot point 87 of the supporting structure 5 in a vertical plane, the respective track of which on the formation 7 is indicated, for example, by the lines 43 , 44 and 45 . Each time the boom 10 is pivoted in one of the vertical planes 43 , 44 and 45 , the distance 37 between the antennas 1 and 2 changes accordingly, as is the case for the position of the dropping end 11 in the projection onto the formation 7 . The pivoting of the boom 10 about the pivot point 87 possible change in the throw of the overburden 12 is, however, small and must be taken into account if the settler 4 piles up a dump 8 in extreme high or low fill.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß nahezu zu jedem Zeitpunkt eine aktuelle Massenbilanz und eine aktuelle Geo metrie einer Abraumkippe erstellt werden können. Die Bestimmung der Koordinaten der jeweiligen Empfänger erfolgt dabei näherungs weise kontinuierlich, z. B. einmal pro Sekunde. Diesen Meßdaten werden die Abstände zugeordnet, welche sich aus der Abtastung der Abraumkippe mit den Laser-Scannern ergeben. Alle Daten sind im wesentlichen sofort verfügbar, so daß eine effektive Steuerung und Planung des Einsatzes des Absetzers im Betriebsgeschehen des Tage baus möglich wird.A particular advantage of the invention is that almost too a current mass balance and a current geo at any time metry can be created. The determination the coordinates of the respective recipients are approximate continuously, e.g. B. once per second. This measurement data are assigned the distances which result from the scanning of the Debris tip with the laser scanners. All dates are in essential immediately available so that effective control and Planning the deployment of the stacker in the day's operations construction becomes possible.

ZiffernverzeichnisNumerical index

1 GPS-Antenne 1
2 GPS-Antenne 2
3 GPS-Antenne 3
4 Absetzer
5 Tragkonstruktion
6 Fahrwerk
7 Planum
8 Abraumkippe
9 vertikale Achse
10 Ausleger
11 Abwurfende
12 Abraum
13 Tagebau
14 Pylon
15 Gebäude
16 Satellit
17 Satellit
18 Satellit
19 Satellit
20 Umlaufbahn
21 Umlaufbahn
22 Umlaufbahn
23 Umlaufbahn
24 Meßstrahl
25 Meßstrahl
26 Meßstrahl
27 Meßstrahl
28 Meßstrahl
29 Meßstrahl
30 Meßstrahl
31 Meßstrahl
32 Meßstrahl
33 Meßstrahl
34 Meßstrahl
35 Meßstrahl
36 Ausleger
37 Abstand
38 fixierte Stellung
39 Position
40 Position
41 Verbindungslinie
42 Bewegungsrichtung
43 linke Schwenkposition
44 mittlere Schwenkposition
45 rechte Schwenkposition
46 Schwenkwinkel
47 Haufengrundriß
48 Haufengrundriß
49 Haufengrundriß
50 Überschneidungssektor
51 Höhenlinie des Verkippungsprofils
52 Gipfelpunkt
53 vertikale Ebene
54 vertikale Ebene
55 Abtastbereich
56 Meßpunkt
56 Meßpunkt
57 Meßpunkt
58 Meßpunkt
59 Meßpunkt
60 Meßpunkt
61 Laser-Scanneer
62 Laser-Scanner
63 Tal
64 Meßstrahl
65 Rastermodell
66 Säulenwürfel
67 Böschung
68 Böschung
69 Böschungswinkel
70 Verdrehungswinkel
71 Verbindung
72 Verbindung
73 Prozeßrechner
74 Verbindung
75 Verbindung
76 Verbindung
77 Steuereinheit
78 Verbindungsleitung
79 Verbindung
80 Hauptrechner
81 Rechner Betriebsüberwachung
82 Verbindung
83 wechselseitige Verbindung
84 Verbindung
85 Großrechner
86 Schwenkrichtung
87 Drehpunkt 1 GPS antenna 1
2 GPS antenna 2
3 GPS antenna 3
4 settlers
5 supporting structure
6 undercarriage
7 formation
8 overburden
9 vertical axis
10 outriggers
11 dropping end
12 overburden
13 open pit
14 pylon
15 buildings
16 satellite
17 satellite
18 satellite
19 satellite
20 orbit
21 orbit
22 orbit
23 orbit
24 measuring beam
25 measuring beam
26 measuring beam
27 measuring beam
28 measuring beam
29 measuring beam
30 measuring beam
31 measuring beam
32 measuring beam
33 measuring beam
34 measuring beam
35 measuring beam
36 outriggers
37 distance
38 fixed position
39 position
40 position
41 connecting line
42 Direction of movement
43 left swivel position
44 middle swivel position
45 right swivel position
46 swivel angle
47 Heap floor plan
48 heap floor plan
49 Heap floor plan
50 overlap sector
51 contour line of the tilting profile
52 summit point
53 vertical plane
54 vertical plane
55 scanning range
56 measuring point
56 measuring point
57 measuring point
58 measuring point
59 measuring point
60 measuring point
61 Laser scanners
62 laser scanners
63 valley
64 measuring beam
65 grid model
66 pillar cubes
67 embankment
68 embankment
69 slope angle
70 twist angle
71 connection
72 connection
73 process computer
74 connection
75 connection
76 connection
77 control unit
78 connecting line
79 connection
80 main computer
81 Computer operational monitoring
82 connection
83 mutual connection
84 connection
85 mainframe
86 swivel direction
87 fulcrum

Claims

1. A method for determining the progress of tilting and the masses tilted on a spoil tip, which are dropped on the spoil tip with the aid of a settler which has a portable supporting structure to which a boom provided with a dropping end is movably attached, characterized in that

the transmitted measurement signals are received by at least four satellites orbiting the earth with the aid of at least two receivers, one of which is arranged near the end of the ejection and the second on the supporting structure,
- the received measurement signals are fed to a computer system and the orientation of the boom in the room and the geodetic position of the discharge end are determined there,
at least one point of the spoil tip located in an area below the end from which the end of the discharge is scanned using at least one laser scanner and the distance between the end of the discharge and the point is measured,
- The measured value of the distance measurement in the computer system of the geodetic position of the dropping end assigned and off
- The further assignment of this measured value to a model of the spoil tip stored in the computer system determines the current tilting height of the spoil on the spoil tip.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Measurement signals from at least four satellites simultaneously a third recipient serving as a reference recipient gen be fixed with the known geodetic position is arranged in the vicinity of the settler and the measuring sig nals that are received by the three receivers at the same time which are fed to the computer system and there the coordina th of the first and second receivers relative to those of the Reference recipient can be determined.

3. The method according to claim 2, characterized in that the as Third recipients serving reference recipients in one position is arranged, which is a reference point in one for the pouring spoil tip is the relevant coordinate system provides and the determined positions of the first recipient and the second receiver on the stacker to a computer in which the positions of the recipients in Coordinates of this local coordinate system are transformed will.

4. The method according to claim 1, characterized in that the Determining the positions of the recipients at intervals which takes place from 0.3 sec to 600 sec.

5. The method according to claim 1, characterized in that the second receiver on the portable supporting structure is ordered, which carries the movable boom, and out the determined positions of the first and the second recipient gers also determined their distance from each other in the computer system becomes.

6. The method according to claim 1, characterized in that with the laser scanner successively abge a plurality of points is groped along at least one, especially vertical Line are arranged and the respective distance between the discharge end and the overburden is measured.

7. The method according to claim 6, characterized in that the Laser scanner for scanning individual points from point to point in each case by angles between 5 and 30 °, preferably 10 °, over is pivoted an area of approximately 180 °.

8. The method according to any one of claims 1 or 6, 7, thereby ge indicates that points using two laser scanners be scanned, one on each side of the end of the throw is arranged on the boom.

9. The method according to claim 8, characterized in that with each facing away from the pivoting direction of the boom Laser scanner is scanned.

10. Settler to determine the tilting progress and the tilted masses on a spoil tip, with a portable support structure to which a boom is movably attached, which has a discharge end, from which the spoil is dropped on the spoil tip, characterized in that

- For the reception of measurement signals ( 24 to 35 ), which are emitted by at least four satellites ( 16 to 19 ) orbiting the earth and are each within sight of the receiver ( 4 ), a first receiver ( 2 ) on the movable part ( 5 ) and
- A second receiver ( 1 ) is arranged on the boom ( 10 ) near the discharge end ( 11 ),
- To determine the distance ( 64 ) between the discharge end ( 11 ) and at least one in an area ( 47 to 49 ) below the discharge end ( 11 ) on the spoil tip ( 8 ) be sensitive point ( 52 ) at least one laser scanner ( 61 ) on the boom ( 10 ) and
- a computer system (73, 81 80) is provided with a geodetic model stored ge (65) provided the waste dump (8), in which the respectively measured distance (64) is associated dell (65) the Mo.

11. A dispenser according to claim 10, characterized in that the laser scanner ( 61 ) at the discharge end ( 11 ) of the boom ( 10 ) is arranged.

12. Dispenser according to claim 10 or 11, characterized in that the laser scanner ( 61 ) in a vertical plane ( 53 ) is pivotable.

13. Dispenser according to one of claims 10 to 12, characterized in that a laser scanner ( 61 , 62 ) is arranged on each side of the discharge end ( 11 ).

14. Dispenser according to claim 10, characterized in that in the vicinity of the dispenser ( 4 ) a third reference receiver ( 3 ) is arranged in a fixed position, and that all three receivers ( 1 , 2 , 3 ) with the same computer system ( 73 , 80 , 81 ) are connectable.