西峪桐溝—大王西峪礦區(qū)GPS定位技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：以靈寶雙鑫礦業(yè)有限責(zé)任公司西峪桐溝-大王西峪礦區(qū)四等GPS控制測量為例，剖析GPS技術(shù)在地質(zhì)勘探測量工作應(yīng)用中的優(yōu)勢， 利用已知的3個C級GPS點，建立D級GPS控制網(wǎng)作為測區(qū)首級控制網(wǎng)，結(jié)果表明，該GPS控制網(wǎng)精度完全符合礦區(qū)普查的需要。

關(guān)鍵詞：礦區(qū)； GPS定位；控制測量；應(yīng)用實例

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.108

1 引言

西峪桐溝-大王西峪礦區(qū)是靈寶雙鑫礦業(yè)有限責(zé)任公司的金礦區(qū)之一，為滿足地勘工作需要并保證地形測量精度的前提下，采用GPS靜態(tài)定位技術(shù)完成了礦區(qū)的首級控制網(wǎng)四等GPS控制網(wǎng)。本文通過GPS控制測量的實踐應(yīng)用，從GPS控制網(wǎng)的選點、埋石、觀測、平差計算進行闡述，與傳統(tǒng)的平面控制網(wǎng)相比具有精度高、靈活性強、工作效率高等特點，為周邊礦區(qū)的推廣應(yīng)用積累了技術(shù)經(jīng)驗。

2 測區(qū)概況

礦區(qū)位于洛南縣城東北84km，呈東西長方形分布，東西長XX km，南北長XX km，控制測量范圍為測區(qū)實際控制面積約XXX km2，測區(qū)屬山地，通行不便，地面高程一般在1200m左右，相對高差514m。該礦區(qū)原有的測量控制網(wǎng)在前期的施工中遭到破壞，需建立首級控制網(wǎng)。考慮到地形復(fù)雜，工期較緊，測區(qū)通視困難，地形起伏大等因素，決定采用GPS測量。

3 礦區(qū)GPS網(wǎng)布測

根據(jù)收集到的已知控制點資料及分布情況，并結(jié)合測區(qū)實際地形、地物特征，在滿足地勘工作需要并保證地形測量精度的前提下，測區(qū)的首級控制網(wǎng)按D級GPS控制網(wǎng)形式布設(shè)。以收集到的C級GPS點三個（GP02、GP05、ZJL）做為測區(qū)的平面及高程起算點，全網(wǎng)由6個GPS點組成，GPS網(wǎng)最長邊3.47km，最短邊0.58km，平均邊長1.73km。每個GPS點至少與3個點相連，保證有3 條基線通過，高程控制采用靜態(tài)GPS擬合高程，如圖1所示。

GPS外業(yè)觀測使用5臺中海達8200X接收機進行靜態(tài)測量，靜態(tài)平面精度±3mm+1ppm，靜態(tài)高程精度±5mm+1ppm。衛(wèi)星觀測組網(wǎng)采用邊連接，測量技術(shù)要求為衛(wèi)星截止高度角≥15°；同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4；觀測時段數(shù)≥1.6；時間長度≥60min；數(shù)據(jù)采樣間隔5-15s。

在GPS接收機觀測前與觀測過程中，隨時逐項認真填寫測量手薄中的記錄項目，每時段觀測前后各量取天線高一次，兩次量高之差不得大于3mm，取平均值作為最后天線高。

GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分為基線解算和網(wǎng)平差兩個階段，采用隨機軟件完成。經(jīng)基線解算、質(zhì)量檢核、外業(yè)重測和網(wǎng)平差后，得到GPS控制點的三維坐標，其各項精度指標符合技術(shù)設(shè)計要求。平面坐標系統(tǒng)采用1954年北京坐標系，中央子午線111°，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準。

（1）閉合環(huán)精度統(tǒng)計。閉合環(huán)最大節(jié)點數(shù)3個，閉合環(huán)總數(shù)8個，其中同步環(huán)總數(shù)6個，異步環(huán)總數(shù)2個。同步環(huán)相對誤差為0.07-0.29ppm，△X為0.7-26.9mm，△Y為2.2-11.0mm，△Z為1.2-9.3mm，均滿足限差要求。異步環(huán)相對誤差為0.34～20.61ppm，△X為6.5～11.1mm，△Y為21.5～24.4mm，△Z為7.9～10.3mm，均滿足限差要求。

（2）重復(fù)基線精度統(tǒng)計。西峪桐溝-大王西峪礦區(qū)D級GPS控制網(wǎng)共有2條復(fù)測基線，復(fù)測基線較差最大值為11mm，基線號為D01～D01，復(fù)測基線較差允許值為±14.2mm，精度符合要求。

（3）GPS網(wǎng)平差。三維自由網(wǎng)平差采用中海達GPS接收機隨機軟件進行，三維自由網(wǎng)平差單位權(quán)中誤差為0.0108m，平差后的點位精度如表1所示。

二維約束平差采用網(wǎng)配合法進行轉(zhuǎn)換，單位權(quán)中誤差0.0229m，平差后點位精度如表2所示。

（4）D級GPS網(wǎng)精度。平差后的最弱點點位中誤差為0.0229m，高程最弱點中誤差為0.0085m，最弱邊長相對中誤差為1/23663，基線差、環(huán)閉合差均小于限差。平差結(jié)果顯示，GPS點的成果可靠，精度良好，符合規(guī)范要求。

4 結(jié)束語

通過對河南省靈寶市雙鑫礦業(yè)有限責(zé)任公司西峪桐溝-大王西峪礦區(qū)實施四等GPS網(wǎng)控制測量，實踐證明GPS定位精度高，基線差、環(huán)閉合差均小于限差。GPS技術(shù)給測繪工作帶來了革命性的變化，它改變了傳統(tǒng)的測量模式，具有需要的測量人員少、速度快、精度高等特點。在地質(zhì)勘探測量工作中，根據(jù)不同的精度要求，靈活地運用GPS測量技術(shù)，能夠減大大輕工作人員的工作量，提高工作效率，更好地服務(wù)于地質(zhì)勘探工作。

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作者簡介：劉禪河（1969- ），男，河南潢川人，本科，測量工程師，主要從事：礦山測量生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。endprint