西峪桐沟—大王西峪矿区GPS定位技术的应用

摘 要：以灵宝双鑫矿业有限责任公司西峪桐沟-大王西峪矿区四等GPS控制测量为例，剖析GPS技术在地质勘探测量工作应用中的优势， 利用已知的3个C级GPS点，建立D级GPS控制网作为测区首级控制网，结果表明，该GPS控制网精度完全符合矿区普查的需要。

关键词：矿区； GPS定位；控制测量；应用实例

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

1 引言

西峪桐沟-大王西峪矿区是灵宝双鑫矿业有限责任公司的金矿区之一，为满足地勘工作需要并保证地形测量精度的前提下，采用GPS静态定位技术完成了矿区的首级控制网四等GPS控制网。本文通过GPS控制测量的实践应用，从GPS控制网的选点、埋石、观测、平差计算进行阐述，与传统的平面控制网相比具有精度高、灵活性强、工作效率高等特点，为周边矿区的推广应用积累了技术经验。

2 测区概况

矿区位于洛南县城东北84km，呈东西长方形分布，东西长XX km，南北长XX km，控制测量范围为测区实际控制面积约XXX km2，测区属山地，通行不便，地面高程一般在1200m左右，相对高差514m。该矿区原有的测量控制网在前期的施工中遭到破坏，需建立首级控制网。考虑到地形复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用GPS测量。

3 矿区GPS网布测

根据收集到的已知控制点资料及分布情况，并结合测区实际地形、地物特征，在满足地勘工作需要并保证地形测量精度的前提下，测区的首级控制网按D级GPS控制网形式布设。以收集到的C级GPS点三个（GP02、GP05、ZJL）做为测区的平面及高程起算点，全网由6个GPS点组成，GPS网最长边3.47km，最短边0.58km，平均边长1.73km。每个GPS点至少与3个点相连，保证有3 条基线通过，高程控制采用静态GPS拟合高程，如图1所示。

GPS外业观测使用5台中海达8200X接收机进行静态测量，静态平面精度±3mm+1ppm，静态高程精度±5mm+1ppm。卫星观测组网采用边连接，测量技术要求为卫星截止高度角≥15°；同时观测有效卫星数≥4；观测时段数≥1.6；时间长度≥60min；数据采样间隔5-15s。

在GPS接收机观测前与观测过程中，随时逐项认真填写测量手薄中的记录项目，每时段观测前后各量取天线高一次，两次量高之差不得大于3mm，取平均值作为最后天线高。

GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。平面坐标系统采用1954年北京坐标系，中央子午线111°，高程系统为1985国家高程基准。

（1）闭合环精度统计。闭合环最大节点数3个，闭合环总数8个，其中同步环总数6个，异步环总数2个。同步环相对误差为0.07-0.29ppm，△X为0.7-26.9mm，△Y为2.2-11.0mm，△Z为1.2-9.3mm，均满足限差要求。异步环相对误差为0.34～20.61ppm，△X为6.5～11.1mm，△Y为21.5～24.4mm，△Z为7.9～10.3mm，均满足限差要求。

（2）重复基线精度统计。西峪桐沟-大王西峪矿区D级GPS控制网共有2条复测基线，复测基线较差最大值为11mm，基线号为D01～D01，复测基线较差允许值为±14.2mm，精度符合要求。

（3）GPS网平差。三维自由网平差采用中海达GPS接收机随机软件进行，三维自由网平差单位权中误差为0.0108m，平差后的点位精度如表1所示。

二维约束平差采用网配合法进行转换，单位权中误差0.0229m，平差后点位精度如表2所示。

（4）D级GPS网精度。平差后的最弱点点位中误差为0.0229m，高程最弱点中误差为0.0085m，最弱边长相对中误差为1/23663，基线差、环闭合差均小于限差。平差结果显示，GPS点的成果可靠，精度良好，符合规范要求。

4 结束语

通过对河南省灵宝市双鑫矿业有限责任公司西峪桐沟-大王西峪矿区实施四等GPS网控制测量，实践证明GPS定位精度高，基线差、环闭合差均小于限差。GPS技术给测绘工作带来了革命性的变化，它改变了传统的测量模式，具有需要的测量人员少、速度快、精度高等特点。在地质勘探测量工作中，根据不同的精度要求，灵活地运用GPS测量技术，能够减大大轻工作人员的工作量，提高工作效率，更好地服务于地质勘探工作。

参考文献：

[1]林玉祥.控制测量技术[J].北京：中国电力出版社，2007.

[2]周建郑.GPS定位原理与技术[M].郑州：黄河水利出版社，2005（07）.

[3]过静珺.饶云刚土木工程测量武汉[M].武汉理工大学出版社2009，7（05）：106-109.

作者简介：刘禅河（1969- ），男，河南潢川人，本科，测量工程师，主要从事：矿山测量生产和技术管理工作。endprint