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(cè)量為例，剖析GPS技術(shù)在地質(zhì)勘探測(cè)量工作應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)， 利用已知的3個(gè)C級(jí)GPS點(diǎn)，建立D級(jí)GPS控制網(wǎng)作為測(cè)區(qū)首級(jí)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(cè)量；應(yīng)用實(shí)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(cè)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(jí)控制網(wǎng)四等GPS控制網(wǎng)。本文通過GPS控制測(cè)量的實(shí)踐應(yīng)用，從GPS控制網(wǎng)的選點(diǎn)、埋石、觀測(cè)、平差計(jì)算進(jìn)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(qiáng)、工作效率高等特點(diǎn)，為周邊礦區(qū)的推廣應(yīng)用積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

2 測(cè)區(qū)概況

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

3 礦區(qū)GPS網(wǎng)布測(cè)

根據(jù)收集到的已知控制點(diǎn)資料及分布情況，并結(jié)合測(cè)區(qū)實(shí)際地形、地物特征，在滿足地勘工作需要并保證地形測(cè)量精度的前提下，測(cè)區(qū)的首級(jí)控制網(wǎng)按D級(jí)GPS控制網(wǎng)形式布設(shè)。以收集到的C級(jí)GPS點(diǎn)三個(gè)（GP02、GP05、ZJL）做為測(cè)區(qū)的平面及高程起算點(diǎn)，全網(wǎng)由6個(gè)GPS點(diǎn)組成，GPS網(wǎng)最長(zhǎng)邊3.47km，最短邊0.58km，平均邊長(zhǎng)1.73km。每個(gè)GPS點(diǎn)至少與3個(gè)點(diǎn)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(cè)使用5臺(tái)中海達(dá)8200X接收機(jī)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，靜態(tài)平面精度±3mm+1ppm，靜態(tài)高程精度±5mm+1ppm。衛(wèi)星觀測(cè)組網(wǎng)采用邊連接，測(cè)量技術(shù)要求為衛(wèi)星截止高度角≥15°；同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)≥4；觀測(cè)時(shí)段數(shù)≥1.6；時(shí)間長(zhǎng)度≥60min；數(shù)據(jù)采樣間隔5-15s。

在GPS接收機(jī)觀測(cè)前與觀測(cè)過程中，隨時(shí)逐項(xiàng)認(rèn)真填寫測(cè)量手薄中的記錄項(xiàng)目，每時(shí)段觀測(cè)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(gè)階段，采用隨機(jī)軟件完成。經(jīng)基線解算、質(zhì)量檢核、外業(yè)重測(cè)和網(wǎng)平差后，得到GPS控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其各項(xiàng)精度指標(biāo)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求。平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系，中央子午線111°，高程系統(tǒng)為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

（1）閉合環(huán)精度統(tǒng)計(jì)。閉合環(huán)最大節(jié)點(diǎn)數(shù)3個(gè)，閉合環(huán)總數(shù)8個(gè)，其中同步環(huán)總數(shù)6個(gè)，異步環(huán)總數(shù)2個(gè)。同步環(huán)相對(duì)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(duì)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(jì)。西峪桐溝-大王西峪礦區(qū)D級(jí)GPS控制網(wǎng)共有2條復(fù)測(cè)基線，復(fù)測(cè)基線較差最大值為11mm，基線號(hào)為D01～D01，復(fù)測(cè)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(dá)GPS接收機(jī)隨機(jī)軟件進(jìn)行，三維自由網(wǎng)平差單位權(quán)中誤差為0.0108m，平差后的點(diǎn)位精度如表1所示。

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

（4）D級(jí)GPS網(wǎng)精度。平差后的最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為0.0229m，高程最弱點(diǎn)中誤差為0.0085m，最弱邊長(zhǎng)相對(duì)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(diǎn)的成果可靠，精度良好，符合規(guī)范要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)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(shí)施四等GPS網(wǎng)控制測(cè)量，實(shí)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(cè)繪工作帶來了革命性的變化，它改變了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，具有需要的測(cè)量人員少、速度快、精度高等特點(diǎn)。在地質(zhì)勘探測(cè)量工作中，根據(jù)不同的精度要求，靈活地運(yùn)用GPS測(cè)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(jiǎn)介：劉禪河（1969- ），男，河南潢川人，本科，測(cè)量工程師，主要從事：礦山測(cè)量生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。endprint