沙溪銅礦D、E級GPS控制網的設計與實施

（合肥地勘測繪院 安徽合肥230011）

（合肥地勘測繪院 安徽合肥230011）

GPS全球定位系統測量具有精度高、布網靈活、效率高、全天候等優點，利用GPS技術建立沙溪銅礦D、E級控制網可以滿足精度要求。

GPS控制網設計與實施

1 引言

沙溪銅礦位于安徽省廬江縣城南，廬樅盆地西側。上世紀七十年代，安徽省地礦局327地質隊經過努力，獲得銅資源量30多萬噸，是當時我國第三個斑巖型銅礦區。進入二十一世紀，隨著新理論、新方法、新技術的應用，積極貫徹國家關于加強深部找礦的戰略，沙溪銅礦取得重大進展，整個沙溪銅礦資源量達150萬噸以上，達到特大型規模，為安徽省最大的斑巖型銅礦。為確保地質找礦、礦山規劃和建設等順利進行，必須有完善的測繪資料做保障，地質測繪在過程中起到重要的作用。受銅陵有色金屬集團的委托，由安徽省地質礦產勘查局327地質隊合肥地勘測繪院采用全球定位系統（GPS）測量建立沙溪銅礦礦區規劃范圍內及周邊控制網。GPS定位技術具有精度高、速度快、效率高、成本低、成果精度均勻可靠的優點，用于礦區控制網的建立，有著重要的意義。

2 GPS控制網測量方案

2.1 沙溪銅礦控制網的歷史沿革

根據已有的礦區資料顯示，礦區及附近有若干國家等級三角點，原來的圖根控制點是在三角點的基礎上采用傳統方法如線形鎖或導線的方法布設。通過實地調查，三角點均無處尋找，顯然均遭破壞。

2.2 采用GPS進行控制網的布設

本次沙溪銅礦控制的布設采用GPS測量的方法，以取代傳統的三角網和電磁波測距導線。與傳統測量方法相比，GPS測量具有以下優勢：

（1）GPS點之間不要求相互通視，對GPS網的幾何圖形也沒有嚴格的要求，因而使GPS點位的選擇更為靈活，可以自由布設。

（2）定位精度高。目前采用載波相位進行相對定位，精度可達1ppm。

（3）觀測速度快。根據要觀測的精度不同，采用靜態相對定位技術，觀測時間大大縮短。

（4）功能齊全。GPS測量可同時測定測點的平面位置和高程，采用實時動態測量可進行施工放樣。

（5）操作簡便。GPS測量的自動化程度很高，作業員在觀測時只需要安置和開啟、關閉儀器，量取天線高度，監視儀器的工作狀態、環境的氣象數據，而其它如捕獲、跟蹤觀測衛星和記錄觀測數據等系列測量工作均由儀器自動完成。

（6）全天候、全球性作業。由于GPS衛星有24顆而且分布合理，在地球任何地點、任何時間均可連續同步觀測到4項以上的衛星，任何地點、任何時間均可進行GPS測量。GPS測量一般不受天氣狀況的影響。

2.3 GPS控制網設計原則

（1）根據測區實際情況，對整個測區重新布設控制網。

（2）根據探礦權范圍，主要范圍在東經：117°15′~117°20′、北緯31°07′~31°12′，控制面積約20km2。

（3）平面控制測量采用D級控制網基礎上加密E級控制，其中D級點6個，E級點21個。

3 沙溪銅礦GPS控制網技術設計

3.1 作業依據

沙溪銅礦平面控制測量主要作業依據有：《全球定位系統（GPS）測量規范》（GB/T18314-2009）、《地質礦產勘查測量規范》（GB/T18341─2001）。

3.2 坐標系統

平面坐標系統采用1980西安坐標系；投影方式采用高斯-克呂格3°帶投影，中央子午線為117°00′00″。

3.3 GPS控制網布設

礦區分D級及E級布設GPS控制網，D級網由3個C級點和6個D級點組成，E級網由6個D級點和21個E級點組成。

4 沙溪銅礦GPS控制網實施

（1）D級及E級GPS控制網，在選點、埋石、儀器檢驗等環節均遵照國家規范的規定。觀測時的具體規定為：D、E級衛星截止高度角均為15° ， 同時觀測有效衛星數均≧4 顆，觀測時段數均為≧1.6，采樣間隔均為5～15s；觀測時長D 級為 ≧ 60min，E 級為≧40min。

（2）觀測前制定了詳細的觀測計劃。

（3）采用混連式的方式布網，采用8臺南方S86GPS接收機進行觀測。

5 數據處理

采用南方測繪Gnss數據處理軟件進行基線處理和平差計算。

5.1 D級GPS網平差

聯測國家C級GPS點R547、R555、R556，首先進行基線解算，然后進行三維自由網平差，再進行二維約束平差。

D級GPS網平均邊長為5km,最小2km，最大為13.3km。環閉合差最大值0.042m，最小值0.002m；相對閉合差最大值3.06ppm，最小值0.07ppm。

平差結果：單位權中誤差為±0.013m，最弱點的相對點位中誤差為±2.10mm，最大邊長相對誤差為1/762768。符合規范的要求。

5.2 E級GPS網平差

聯測所有D級GPS點，作為E級網的起算點，首先進行基線解算，然后進行三維自由網平差，再進行二維約束平差。

E級GPS網平均邊長為2.0km,最小0.47km，最大為5.15km，環閉合差最大值0.029m，最小值0.001m；相對閉合差最大值2.83ppm，最小值0.02ppm。

平差結果：單位權中誤差為±0.027m，最弱點的相對點位中誤差±1.78mm，最大邊長相對誤差為1/286810。符合規范的要求。

6 結論

（1）在本測區生產作業的各個環節，均嚴格按照規范的要求作業，實行有效的質量控制，確保成果質量的可靠性。

（2）數據處理方案嚴密，平差結果滿足規范要求，最終提交的成果順利通過委托方及安徽省測繪質檢站的檢查驗收。

（3）利用GPS技術建立沙溪銅礦D、E級控制網，具有精度高、可靠性好的特點，同時極大地提高了作業效率，必將得到更為廣泛的應用。

[1]國家標準，《全球定位系統（GPS）測量規范》 （GB/T18314-2009）.

[2]任偉，等，菏澤市四等GPS網的設計與實施；測繪通報，2008.

[3]黃文彬，GPS測量技術；測繪出版社，2011.

沙溪銅礦D、E級GPS控制網的設計與實施

■宋炳華

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-158-1