矿区井田区域D、E级GPS控制网布设方案探究

矿区井田区域D、E级GPS控制网布设方案探究

梁西栋任邓君

陕西正通煤业有限责任公司陕西长武710000

摘要：井田区域控制网的建立是矿山测量的基础和保障，控制网的点位选择、布设网形决定了其精度。本文结合某矿区实际控制网布设项目，对其进行分析、探究，并总结出相应的布设技巧。

关键词：井田控制网、GPS、国家三角点、高程控制点、控制点标石、四等水准、光电测距

一、工程概述

在矿井井田边界线范围内的219km2分别建立D、E级GPS控制网。D级GPS控制网全井田范围均匀布设，共布设约30个D级GPS控制点；E级GPS控制点在D级网的基础上进行加密，主要布设在D级GPS点之间，共布设E级点40个，须保证E级点至少有1～2个方向相互通视。

二、已有成果资料

1、平面、高程已知点

三个国家三角点，分别是“朱家沟”、“罗峪村”、“丰头”，从国家测绘地理信息局大地数据处理中心收集三个C级GPS点，分别是F141、F142和C099；这六个点中三个C级GPS点分布在矿区周围成三角形，覆盖整个矿区，三个三角点分布在矿区中心位置成三角形，这六个点分布均匀，满足整个矿区的测量要求，这六个点均有1954北京坐标系、1980西安坐标系两套成果。

从国家测绘地理信息局大地数据处理中心采购到5个高程控制点的1985国家高程基准成果，分别是I-兰西98、I-兰西98-1、I-兰西99、I-兰西101-1、III长虢001-1。

三、D级和E级GPS控制网测量

首先以收集到的起算点为基础进行D级GPS测量，然后在D级GPS网测量结果的基础上进行E级GPS测量。

1、选点埋石

布网时应充分利用测区内保存完好的、符合GPS观测的已有控制点。

GPS点周围应视野开阔，视场内障碍物的高度不宜超过15°，距离强发射源不小于200m，距离高压线和微波无线电传送通道不小于50m，避开强烈反射卫星信号的大型建筑物。

所有点的埋设均应有利于长期保存，交通方便。控制点应便于发展与寻找，所有点位必须观测方便。点位选取尽量考虑通视。

（1）D级控制点标石为预制混凝土标石，规格如下图所示(单位为cm)，

测量固定误差a、比例误差系数b的取值应符合下面的规定。计算GPS测量大地高差的精度时，a、b可放宽为2倍。

D级和E级GPS控制网相邻点基线中误差的水平分量不大于20mm、垂直分量不大于40mm。

4、野外观测要求

采用静态法测定，开工前要对光学对中器进行检查确保对中精度在2mm以内。

四、四等水准测量

四等高程控制测量应采用水准测量，在条件困难时，根据路线实际情况，在施测水准困难的地区可以采用四等光电测距高程导线施测。数据处理必须整网严密平差,最终成果取至小数点后三位。

1、四等水准测量技术要求

单独的四等水准附合线路，长度应不超过80km，环线周长应不超过100km，同级网中结点间距离应不超过30km，特殊困难地区可适当放宽，但不宜超过上述指标的1.5倍。

水准网中每公里水准测量的偶然中误差不得大于5mm、全中差不得大于10mm。水准测量的主要精度指标如下表：

2、采用光电测距高程导线测量时的要求

本区部分路段高差较大，在沟壑区域可使用光电测距高程导线代替四等水准，测距高程导线和四等水准可以互相发展。

(1)观测要求

用于高程测量的全站仪，一测回的垂直角观测中误差不得大于3.0″。

光电测距三角高程测量施测过程中，应变换一次仪器和反射棱镜高度，高度变化值应大于3cm，垂直角和距离分别于高度变换前、后各测量一半测回数，仪器和反射棱镜高度分别于每次测前、测后各量一次，2次较差不得大于2mm。仪器和反射棱镜的高度应使用测尺和测杆进行测量。

光电测距三角高程测量应采用垂直角和斜距进行计算，其观测的主要技术要求应符合下表的规定。

垂直角观测应选择在气象条件较好、成像稳定的时间内观测，垂直角、距离均应进行对向观测，照准时目标必须清晰可辩，观测时视线长度不得大于600m，视线垂直角不得超过15°，视线高度离开障碍物的距离不得小于1.5m。

测距时必须对气温和气压进行准确测量，以进行距离的气象改正。气象改正可以在全站仪内输入气象参数自动改正，也可测得距离后内业计算改正。

参考文献：

【1】GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》

【2】GB/T12898-2009《国家三、四等水准测量规范》