地质工程控制测量工作的探讨

刘凡珍，马庆涛

吉林省有色金属地质勘查局六〇七队， 吉林 吉林市 131205

地质工程控制测量工作的探讨

刘凡珍，马庆涛

吉林省有色金属地质勘查局六〇七队， 吉林 吉林市 131205

地质工程测量是地质找矿的基础工作，主要在地形复杂的山区进行。受交通困难，通讯不便，原国家等级三角点破坏严重，高等级GPS 点、水准点分布不足等条件影响，使得传统测量的布网工作进行艰难。GPS( 全球定位系统)测量与传统测量相比较具有作业效率高、定位精度高、测量数据可靠、不受通视条件影响以及适合地形复杂的山区控制测量，近几年广泛应用于各领域测量工作中。文中针对GPS控制测量原理及其在地质勘查测量中的应用进行详细阐述。

地质工程测量，GPS定位测量，布网控制

1 GPS简介

全球卫星导航定位系统（global navigation and positioning satellite system） 采用极轨道星座和无源定位方式为美国提供全球覆盖的导航及定位系统。简称GPS。其轨道高度约为2×104km，在6条轨道上运行有24颗卫星，每12 h绕地球一周，能保证地球上任何地点的用户都能至少同时看到4颗卫星。它属于非静止卫星定位系统。移动用户利用导航定位接收机来接收4颗（或4颗以上）卫星的导航定位信号，并测量不同信号的到达时间，求出移动用户的三维空间坐标，自动给出经度和纬度显示，从而实现用户的自主定位。也可通过无线传输手段将用户定位信息传送到调度中心，实现对移动用户的调度控制。

navigation and

2 GPS定位原理

2.1 绝对定位原理2.1 绝对定位原理

以GPS卫星与用户接收机天线之间的距离为基础，并根据卫星瞬时的坐标（X 、Y 、Z ）,以确定用户接收机天线所对应的点位，就是观测站的位置。

设接收机相位天线的中心位置为（X 、Y 、Z），则有卫星瞬时坐标（X 、Y 、Z ）可根据导航电文获得，所以式中三个未知量X、Y、Z，只要同时接受3颗以上的GPS卫星，就能解算出来测站点坐标。

2.2 相对定位原理

用两台GPS接收机分别安放在基线两端，并同步观测相同的GPS卫星，以确定测站点在WGS-84坐标系相对位置或称基线向量，再通过GPS后处理软解算处测站点三维坐标。此方法在工程中应用较广泛，定位精度较高。

3 舒兰市某矿区地质普查项目控制网施工

为满足地质钻探施工、槽探施工测量、测绘大比例尺地形图等地质工程的工作的需要，施测GPS测量控制网。

3.1 工程概况

本区地处吉林哈达岭北段，隶属于舒兰市。勘测区共5 km2，属低山丘陵地区，山低坡缓，最高海拔542.7 m，最低海拔282 m，大部分山高海拔320～430 m，相对高差200 m±。森林植被发育，覆盖层厚，又加上保护林木的政策等因素，采用传统的三角或光电导线等控制测量方法基本行不通，因此采取了GPS 控制网的方法，此方法是对空通视要求较高，可不考虑横向通视的问题，这样就只考虑对空开阔的一些地方选点，如路边、养殖场等地选点布网。这样即可以不破坏林木又可以降低工程成本。

3.2 工作依据

（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》见表1 。

表1 GPS网技术指标Table 1 GPS net technical indicators

表2 GPS测量要求Table 2 GPS measurement requirements

（2）《地质矿产勘查测量规范》见表2 。

（3）1∶10 000地形图。

（4）已知总参Ⅱ等太平西山一个，Ⅱ等点傅大顶一个，共两个三角点坐标数据，（系西安80三度带直角坐标和54黄海高程坐标）。

3.3 控制网布设方法

在1∶10 000地形图上，用已知两个三角点做为起算基准点，先在地形图上依比例布设GPS网，再实地选点，埋设标石。我单位在测区道路旁埋设二个D级点标石，与已知三角点构成二个独立观测环，标石埋设基础稳定，远离道路，不易破坏，便于长期保存，视野开阔，卫星高度角15°以上无遮盖物。独立观测环夹角都大于30°，满足D级布网要求；在D级网中间布设三个E级点，构成E级网，相邻点埋设彼此通视，点位选在视野开阔对空条件好，信号良好，便于其他测量方法开展工作。

3.4 作业方法

采用三台南方灵锐S86-T GPS接收机静态模式同步观测，GPS接收机性能为双频，其标称精度：静态平面精度：±2.5 mm+1x10-6mm、高程精度±5 mm+1x10-6mm；在控制点上架设仪器，对中误差小于1 mm，仪器高量取至测高片，量取不同方向的二次仪器高，取其平均数并记录在野外观测表；开启接收机电源，指示灯显示正常，观测时段D级点观测时间大于1.5 h，E级点观测时间大于1 h，每一时段观测结束，关闭接收机，搬至下一测站点。

外业观测结束进行内业数据处理，数据处理采用厂家随机软件——南方GPS处理软件在计算机上进行。

利用软件在计算机内新建项目，设置项目属性，导入静态观测数据，录入已知点坐标数据，编辑点名称、天线高和天线类型，查看编辑时间线，处理GPS基线。基线解合格后进行网平差处理，平差结果输出所选坐标系的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线长、方位、点位精度、转换参数及其精度，并同时输出单位权中误差及其他要求输出的内容。

3.5 精度分析

D级GPS控制网共有2个独立闭合环，基线平均变长8 272 m，最弱环全长相对闭合差1.44 x10-6m，最弱边长相对中误差1/2 402 424，小于1/40 000,符合规范要求。E级GPS控制网最弱环全长相对闭合差1/58 446小于1/20 000，符合规范要求。采用GPS动态测点，其点位相对误差在0.01 m，满足工程需要。

4 总结

以上就是我主持的GPS测量控制网的设计、施工、精度评定等工作，该控制网达到了所控制区域所需的测绘成果的精度要求，也满足了勘探工作的需要 ，与传统的全站仪光电测距、经纬仪视距相比，地质工程测量精度因为使用GPS测量系统得到了提高。大大降低了测量点位的累积误差，提高了劳动生产率。当位于林区作业时，缩短了测量工作进程，而且基本避免了砍伐树木，同时也减少了与林业部门的毁林赔偿和行业纠纷，缩短了作业时间，促进了地质工程测量工作的顺利进行，同时测量人员劳动强度也大大降低了。为我们今后的地质工程测量工作和其他测量工作提供了十分有力的条件，取得了较好的经济和社会效益，非常适合地质勘查测量工作，有较好的发展。

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[3] 地质矿产勘查测量规范，GB/T 18341-2001[S].

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[5] 张正禄,邓 勇,罗长林,杨奇儒. 测量控制网优化设计的可靠性准则法[J]. 测绘科学. 2008,(2).

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[7] 张鹏飞. GPS测量控制网独立坐标系的建立方法[J] . 西部勘探工程.2008,(10) .

参考文献

Discussion of control measurement of geological engineering

LIU Fan-zhen, MA Qing-tao

Team 607, Bureau of Non-ferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province, Jilin 131205, Jilin, China

Geological engineering survey is the basis work of the geological prospecting which mainly in the complex terrain mountains. Under the inf uence of the diff cult traff c, the inconvenient communication, destruction of the former state level triangule point, lack of high-grade GPS points and level points, which make the net work of traditional measurement hard. Compared with traditional measurement, GPS (Global Positioning System) measurement has high eff ciency, high setting accuracy, reliable measurement data, be unacted on the visual conditions and suitable for control measurement in the terrain complex area. In recent years, it is widely used in the measurement work in various f elds. This paper elaborates the GPS control measurement principle and the application of geological exploration.

geological engineering survey; GPS setting measurement; network layout

P228.4

：B

1001—2427（2013）01 - 143 -3

2012-12-23；

2013-01-27

刘凡珍(1962-) , 女, 辽宁葫芦岛人, 吉林省有色金属地质勘查局六〇七队工程师.