陈 翔

（四川省地质矿产勘查开发局四O三地质队，四川 峨眉山 614200）

在对矿山资源开发中，矿山测量工作是非常重要一部分，对于矿山的开发有直接影响，所以需要做好矿山测量工作。在矿区测量工作中，由于矿区地形条件比较复杂，而且对于矿山测量精度要求比较高，运用传统的测量方式已经不能很好的满足矿山测量工作的需要了[1-3]。所以在矿山测量工作中，通过GPS控制网在矿区测量中应用，可以更好提升测量精度和工作效率，更好的矿山资源进行开发。

1 利用GPS技术建立矿区控制网的可行性分析

（1）在矿区测量工作中，对于精度要求是越来越高，根据相关矿山测量规定，需要基线相对误差精度为1/20000，GPS控制网精度能够很好的达到相关要求[4]。

（2）在矿区测量工程中，如果采用传统测量方式建立控制网所需要的时间比较长，通过GPS技术建立控制网所需要的时间比较短，能够很好的提升工作效率，更好的对矿区进行测量。

（3）在矿山测量工作中，由于矿山地质条件比较复杂，如果采用传统方式进行控制点，需要把控制点布设在比较高的位置，从而实现测量工作。通过GPS控制网应用，可以把布点设在地势比较平坦地方，可以更好的提升作业的安全性，提升工作效率。

2 矿山概况

某矿区位于西藏自治区江达县青泥洞乡玉龙镇，地理坐标为东经97°43′27″～97°44′22″，北纬31°23′48″～31°24′58″。矿区位于青藏高原东部，群山迭障，山势连绵起伏，海拔最高约5200m，最低约4200m。相对高差达1000m左右。地形由诺玛隆、色公隆、玉龙隆及觉达玛隆组成，坡度一般25°～45°，局部地段达60°以上。矿区内植被为低矮灌木和草地，整个测区通视较好。海拔4800m以上基本无植被，只有松散乱石，坡度大，行走极为困难，属高原山岳地貌[5]。区内大部份植被低矮，整个测区通视较好。

由于矿区测绘控制点破坏严重，且矿区范围很大，总面积超过60平方公里，为更系统精确的控制矿区所辖范围，方便于今后矿区的生产建设等工作，根据矿区现有地形图实际位置，拟布设玉龙矿区E级GPS控制网。

3 作业依据

（1）GB/T18314-2009《全球定位系统GPS测量规范》；

（2）GB/T24356-2009《测绘成果质量检查与验收》；

（3）GB50026-2007《工程测量规范》；

（4）GB/T 18341-2001《地质矿产勘查测量规范》；

（5）CH 1002-95《测绘产品检查验收规定》；

（6）CH 1003-95《测绘产品质量评定标准》；

（7）本工程《技术设计》。

4 GPS控制网在矿山测量中的应用及精度

4.1 GPS控制网布设

对于测区此次GPS控制网分为两个级别，采用逐级布设在方法，布设首级点6个，E级点57个，首级控制点作为测区的首级控制点，E级控制点由D级控制点加密而来，控制总面积约67km2。平均每平方公里GPS控制点有1个左右。

GPS点位选在通视条件良好、地质坚硬、不易破坏、利于发展的地方。根据《规范》要求以及矿区所在地实际情况收集，本测区气候寒冷，温度低，容易产生冻土，不适合现场应用混凝土灌制，矿区范围内大部分地区基岩外露，岩石坚硬，适合刻石做点，与甲方商议，并在满足《规范》基本要求下，本次GPS控制点以预制标石和刻石为主[6]。

4.2 GPS数据观测

D级控制网基线处理中，采用了IGS精密星历，其轨道精度达到5cm；框架网平差计算的已知地心坐标作为测站初始坐标，其精度在ITRF97参考框架下的精度优于2cm。这样，卫星星历、起算点初始坐标对基线解算的影响不超过0.1mm。

基线解结果，每个观测时段的TGO基线解为对应的ASC文件，基线解算为单基线方式，共处理合格基线数为28条。计算结果为2000国家大地坐标成果，控制点1980年西安坐标系及1954年北京坐标系成果采用控制网平差计算得到的2000国家大地坐标成果转换计算得到。

E级控制网测量数据的基线解算，采用符合要求的双差固定解作为基线的最终成果，各项检核除严格执行《GPS规范》外，基线与国家控制点间的归化，比对检核考虑坐标系统间的理论差和高程异常的影响。将测区GPS控制网投影到测区平均高程（4500.00m）面上，经全站仪测边检查，其精度完全能满足相关《规范》要求。

4.3 GPS精度分析

4.3.1 网平差计算

GPS D级控制网采用软件TGO1.62进行，控制网三维平差以2个基准站（BATG、LUHO）作为已知条件，平差计算各控制网点的坐标。平差计算采用的坐标框架基准为ITRF97，Epoch2000.0。

其坐标系统为2000国家大地坐标系。2000坐标系平差结果如下：

GPS D级控制网点位精度均优于±5mm，其中纬度、经度分量中误差均优于±2mm，垂直分量中误差优于±3mm；控制网平均基线相对精度为1/10002660（0.10ppm），最弱边TK14-TK16（基线边长1697.892m），其相对精度为1/3341458（0.30ppm），相对误差为0.1 cm。

根据国家GPS测量技术规范要求，D等GPS网相邻点基线分量中误差水平分量要求优于20mm，垂直分量要求优于40mm，最弱边相对中误差优于1.0×10-5。由此可知，本控制网2000国家大地坐标系平差成果主要精度指标远优于国家规范规定的D级GPS控制网及设计的要求[7,8]。

GPS E级控制网采用南方Gnss数据处理软件平差计算。GPS D级控制网点位精度均优于±3mm，其中纬度、经度分量中误差均优于±3mm，垂直分量中误差优于±3mm；最弱边TK44-TK43（基线边长249.2694 m），其相对精度为1:80349。

根据国家GPS测量技术规范要求，D等GPS网相邻点基线分量中误差水平分量要求优于20mm，垂直分量要求优于40mm，最弱边相对中误差优于1/45000。由此可知，本控制网1980西安坐标系平差成果主要精度指标远优于国家规范规定的E级GPS控制网及设计的要求。

4.3.2 GPS控制网测量边长投影变形的数据处理方法及拟和高程计算

矿区工程测量对控制网的相对精度要求较高，如果直接采用国家坐标作为起算点进行控制网约束平差解算的结果会对测量后续工序的质量和工程建筑物的施工放样造成不利影响，故要求进行测量边长投影改正。本次控制网采用＜＜空间数据处理系统3.0版＞＞进行投影改正。坐标系统：1954北京坐标系和1980西安坐标系；换算类型：统一坐标化算为抵偿坐标；测区中心：3度带；测区投影高程：4500。经过参数计算，得出经度L、纬度、平均曲率半径Rm、抵偿高程归化面Ho后，将GPS网平差网点坐标代入后，算得投影改正后平面坐标[9]。

由于矿区要求点位相对高程较为精确，GPS E级控制点高程成果在实际工程测量中并不实用，为方便矿区实际工程测量要求，故将六个已知点中的TK14点作为起算点，经过TK16点进行校核后采用。选取TK14、TK13、TK15、TK61、TK12等点，经过光电测距仪对其三角高程进行导线测量，计算后各项精度指标：Wh=-8.50mm，单位权中误差（1km）=0.007mm，满足D等水准网要求。根据平差后高程重新对矿区内其它网点进行GPS三角高程拟合，GPS高程内附合精度：±14.662(mm)，高程拟合精度能满足矿区测量和设计的要求。

5 结论

（1）在矿区测量中，通过GPS控制网技术应用，能够更好的提升矿区测量精度。其中在高海拔矿区的测量工作中，能够更加灵活和方便的进行布置，不受地形影响。但是在高海拔地区应用中，为了更好提升测量精度，需要尽量避免短边。

（2）在矿区测量中，通过GPS控制网技术应用，可以很好的降低工作强度，可以更好实现智能化观测。但是由于受到地形条件影响，对布点要求需要严格要求，更好的提升测量精度。

（3）在矿区测量中，通过GPS控制网技术应用，可以在很大程度降低劳动作业强度，提升工作效率。在GPS控制网技术应用中，由于整个作业过程需要计算机进行控制，自动进行数据和平差计算，所以只需要控制好接受微卫星信号的质量，就可以很好的计算出符合精度要求的控制点的平面坐标，更好的满足矿区测量工作的需要，更好的对矿区进行开发。