地質工程控制測量工作的探討

劉凡珍，馬慶濤

吉林省有色金屬地質勘查局六〇七隊， 吉林 吉林市 131205

地質工程控制測量工作的探討

劉凡珍，馬慶濤

吉林省有色金屬地質勘查局六〇七隊， 吉林 吉林市 131205

地質工程測量是地質找礦的基礎工作，主要在地形復雜的山區進行。受交通困難，通訊不便，原國家等級三角點破壞嚴重，高等級GPS 點、水準點分布不足等條件影響，使得傳統測量的布網工作進行艱難。GPS( 全球定位系統)測量與傳統測量相比較具有作業效率高、定位精度高、測量數據可靠、不受通視條件影響以及適合地形復雜的山區控制測量，近幾年廣泛應用于各領域測量工作中。文中針對GPS控制測量原理及其在地質勘查測量中的應用進行詳細闡述。

地質工程測量，GPS定位測量，布網控制

1 GPS簡介

全球衛星導航定位系統（global navigation and positioning satellite system） 采用極軌道星座和無源定位方式為美國提供全球覆蓋的導航及定位系統。簡稱GPS。其軌道高度約為2×104km，在6條軌道上運行有24顆衛星，每12 h繞地球一周，能保證地球上任何地點的用戶都能至少同時看到4顆衛星。它屬于非靜止衛星定位系統。移動用戶利用導航定位接收機來接收4顆（或4顆以上）衛星的導航定位信號，并測量不同信號的到達時間，求出移動用戶的三維空間坐標，自動給出經度和緯度顯示，從而實現用戶的自主定位。也可通過無線傳輸手段將用戶定位信息傳送到調度中心，實現對移動用戶的調度控制。

navigation and

2 GPS定位原理

2.1 絕對定位原理2.1 絕對定位原理

以GPS衛星與用戶接收機天線之間的距離為基礎，并根據衛星瞬時的坐標（X 、Y 、Z ）,以確定用戶接收機天線所對應的點位，就是觀測站的位置。

設接收機相位天線的中心位置為（X 、Y 、Z），則有衛星瞬時坐標（X 、Y 、Z ）可根據導航電文獲得，所以式中三個未知量X、Y、Z，只要同時接受3顆以上的GPS衛星，就能解算出來測站點坐標。

2.2 相對定位原理

用兩臺GPS接收機分別安放在基線兩端，并同步觀測相同的GPS衛星，以確定測站點在WGS-84坐標系相對位置或稱基線向量，再通過GPS后處理軟解算處測站點三維坐標。此方法在工程中應用較廣泛，定位精度較高。

3 舒蘭市某礦區地質普查項目控制網施工

為滿足地質鉆探施工、槽探施工測量、測繪大比例尺地形圖等地質工程的工作的需要，施測GPS測量控制網。

3.1 工程概況

本區地處吉林哈達嶺北段，隸屬于舒蘭市。勘測區共5 km2，屬低山丘陵地區，山低坡緩，最高海拔542.7 m，最低海拔282 m，大部分山高海拔320～430 m，相對高差200 m±。森林植被發育，覆蓋層厚，又加上保護林木的政策等因素，采用傳統的三角或光電導線等控制測量方法基本行不通，因此采取了GPS 控制網的方法，此方法是對空通視要求較高，可不考慮橫向通視的問題，這樣就只考慮對空開闊的一些地方選點，如路邊、養殖場等地選點布網。這樣即可以不破壞林木又可以降低工程成本。

3.2 工作依據

（1）《全球定位系統（GPS）測量規范》見表1 。

表1 GPS網技術指標Table 1 GPS net technical indicators

表2 GPS測量要求Table 2 GPS measurement requirements

（2）《地質礦產勘查測量規范》見表2 。

（3）1∶10 000地形圖。

（4）已知總參Ⅱ等太平西山一個，Ⅱ等點傅大頂一個，共兩個三角點坐標數據，（系西安80三度帶直角坐標和54黃海高程坐標）。

3.3 控制網布設方法

在1∶10 000地形圖上，用已知兩個三角點做為起算基準點，先在地形圖上依比例布設GPS網，再實地選點，埋設標石。我單位在測區道路旁埋設二個D級點標石，與已知三角點構成二個獨立觀測環，標石埋設基礎穩定，遠離道路，不易破壞，便于長期保存，視野開闊，衛星高度角15°以上無遮蓋物。獨立觀測環夾角都大于30°，滿足D級布網要求；在D級網中間布設三個E級點，構成E級網，相鄰點埋設彼此通視，點位選在視野開闊對空條件好，信號良好，便于其他測量方法開展工作。

3.4 作業方法

采用三臺南方靈銳S86-T GPS接收機靜態模式同步觀測，GPS接收機性能為雙頻，其標稱精度：靜態平面精度：±2.5 mm+1x10-6mm、高程精度±5 mm+1x10-6mm；在控制點上架設儀器，對中誤差小于1 mm，儀器高量取至測高片，量取不同方向的二次儀器高，取其平均數并記錄在野外觀測表；開啟接收機電源，指示燈顯示正常，觀測時段D級點觀測時間大于1.5 h，E級點觀測時間大于1 h，每一時段觀測結束，關閉接收機，搬至下一測站點。

外業觀測結束進行內業數據處理，數據處理采用廠家隨機軟件——南方GPS處理軟件在計算機上進行。

利用軟件在計算機內新建項目，設置項目屬性，導入靜態觀測數據，錄入已知點坐標數據，編輯點名稱、天線高和天線類型，查看編輯時間線，處理GPS基線。基線解合格后進行網平差處理，平差結果輸出所選坐標系的三維或二維坐標、基線向量改正數、基線長、方位、點位精度、轉換參數及其精度，并同時輸出單位權中誤差及其他要求輸出的內容。

3.5 精度分析

D級GPS控制網共有2個獨立閉合環，基線平均變長8 272 m，最弱環全長相對閉合差1.44 x10-6m，最弱邊長相對中誤差1/2 402 424，小于1/40 000,符合規范要求。E級GPS控制網最弱環全長相對閉合差1/58 446小于1/20 000，符合規范要求。采用GPS動態測點，其點位相對誤差在0.01 m，滿足工程需要。

4 總結

以上就是我主持的GPS測量控制網的設計、施工、精度評定等工作，該控制網達到了所控制區域所需的測繪成果的精度要求，也滿足了勘探工作的需要 ，與傳統的全站儀光電測距、經緯儀視距相比，地質工程測量精度因為使用GPS測量系統得到了提高。大大降低了測量點位的累積誤差，提高了勞動生產率。當位于林區作業時，縮短了測量工作進程，而且基本避免了砍伐樹木，同時也減少了與林業部門的毀林賠償和行業糾紛，縮短了作業時間，促進了地質工程測量工作的順利進行，同時測量人員勞動強度也大大降低了。為我們今后的地質工程測量工作和其他測量工作提供了十分有力的條件，取得了較好的經濟和社會效益，非常適合地質勘查測量工作，有較好的發展。

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參考文獻

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

劉凡珍(1962-) , 女, 遼寧葫蘆島人, 吉林省有色金屬地質勘查局六〇七隊工程師.