宋孝男

（新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司怡盛元矿生产技术室，内蒙古 呼伦贝尔 021300）

1 北京54坐标系与CGCS2000坐标系之间的对比

北京54坐标系建立于新中国刚成立之时，为我国的基础建设做出了巨大的贡献，然而随着社会的不断进步，测绘仪器的不断发展更新，尤其在GPS全球卫星导航系统应用于测量后，由于卫星在轨道中运行时，其轨道中心位于地球的质量中心，而非参考椭球的中心。因此，北京54坐标系统等参心坐标系统越来越不适应现代化的需要，而且北京54坐标系是苏联普尔科沃坐标系在我国的延伸，其坐标原点并不在我国境内，而是在苏联的普尔科沃。随着GPS及北斗卫星导航系统在测量上的应用，且鉴于北京54坐标系及西安80坐标系都属于参心坐标系。为了能够满足卫星定位系统在国家发展上的应用，我国建立了CGCS2000国家大地坐标系统，并于2008年7月1日起正式启用[1]。

2 矿区公共点选择

2011年建立的矿区控制导线以整个矿区为中心，控制点均匀布设于矿区周围，形成一条闭合的导线，并用平差软件完成了导线点平差工作。为了保证完成矿区54坐标系向CGCS2000坐标系之间的转换，必须要选择一定数目的公共点（同时具有54坐标系和CGCS2000坐标系内的坐标）进行坐标转换参数解算。由于我矿区采用的是高斯平面直角坐标的x，y加正常高h，而非直接采用空间直角坐标，因此至少需要两个公共点，采用四参数转换模型进行坐标转换（如果采用空间直角坐标，则至少需要三个公共点，采用七参数转换模型）。但是由于后期矿山的建设，其中1105、1106在施工中损毁。而1101及1102由于地势的原因，其通视条件较差，不利于今后测量工作的开展及导线的引测。经过实地踏勘，1103和甲东两个控制点在矿区内通视条件良好，通过1103和甲东两个控制点能够直接观测矿区内的所有井口。而且在2017年，通过陀螺全站仪对井下7秒控制导线进行优化时，也选择了1103和甲东两个控制点进行了陀螺全站仪的常数标定，因此，选择1103和甲东作为公共点，可以减少很多由于导线引测而引起的测量上的误差[2]。

3 矿区坐标点与CGCS2000坐标系的联测

由于我矿区在2011年进行矿区控制测量时，只与北京54坐标系内的控制点进行了联测。因此，矿区内只具有北京54坐标系内的一套坐标。为了完成矿区内北京54坐标系向CGCS2000坐标系的转换。至少在公共点要有CGCS2000坐标系的坐标。因此，需要将矿区的坐标点与CGCS2000坐标系内的控制点进行联测，以求得矿区坐标点在CGCS2000坐标系内的坐标。由于所需联测的CGCS2000坐标系内的3个控制点，其任意两点间的距离均超过10公里，且相互之间并不通视，因此无法采用传统的测量方法进行联测，必须采用GPS静态控制测量的方法进行联测，利用GPS静态测量，可以有效的避免测点间必须要通视的条件，而且具有测量精度高，劳动强度低等特点。在进行GPS网平差时，利用CGCS2000坐标系内的三个控制点作为约束条件，进行约束平差即可得到矿区坐标点在CGCS2000坐标系内的坐标。

4 矿区北京54坐标系向CGCS2000坐标系的转换

由于我矿区在2011年进行矿区控制网建立及竖井定向时，由于没有考虑后期坐标系统的转换问题。因此，在竖井定向时并未考虑所有的近井点都采用1103和甲东作为起始点进行引测。这样虽然减少了当时的工作量，但也为后期的坐标系统转换造成了很多不利的影响。因矿区内有些控制点已损坏，或有些控制点附近已经建造了信号发射塔，并不适合作为GPS控制点来使用，所以矿区内控制点并没有全部参与GPS静态控制测量，也就是很多原有的控制点并没有在CGCS2000坐标系内的坐标。为了获得其他控制点在CGCS2000坐标系内的坐标，只能利用1103和甲东作为起始数据，重新采用全站仪进行导线布设，并对新布设的导线进行平差处理，或利用1103和甲东作为控制点，对其他原有的控制点进行GPS静态测量，然后进行约束平差，获得其他控制点在CGCS2000坐标系内的坐标。但由于有些原有的控制点已经损毁，并不适合对原有导线进行重新测量。相比于对原有的控制点进行重新测量，不如利用原有测量数据，将近井点、钢丝等竖井定向数据与1103和甲东联系起来，这样即可完成井下测量点坐标由北京54坐标系向CGCS2000坐标系的转换。

图1 坐标系统的转换

如上图1所示：通过原始数据，反算甲东到近井点的方位角及甲东到1103的方位角，通过两个方位角即可推算出1103、甲东到近井点的转角。由此，就可以将以任意坐标为起始数据的测量点与1103和甲东建立起联系。建立起近井点，钢丝与1103和甲东的联系后，将北京54坐标系内1103与甲东的坐标和方位角替换成在CGCS2000坐标系内的坐标和方位角即可完成井下导线与北京54坐标系向CGCS2000坐标系的转换[3]。

5 结论

随着矿山的不断发现壮大，亦为了响应国家统一坐标系的号召，建立与国家CGCS2000坐标系相吻合的矿山坐标系势在必行。然而将整个矿山的坐标由北京54坐标系内的坐标转换为CGCS2000坐标系内的坐标，是一个要求非常严格的工程，其转换的精度将直接影响我矿今后的工程精度。因此，在转换的过程中一定结合本矿区内的实际情况，选择一个最佳的转换方法。使这个方法不但要方便转换时的计算，也要保证转换完成后要有足够的精度。