沙溪铜矿D、E级GPS控制网的设计与实施

（合肥地勘测绘院 安徽合肥230011）

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GPS全球定位系统测量具有精度高、布网灵活、效率高、全天候等优点，利用GPS技术建立沙溪铜矿D、E级控制网可以满足精度要求。

GPS控制网设计与实施

1 引言

沙溪铜矿位于安徽省庐江县城南，庐枞盆地西侧。上世纪七十年代，安徽省地矿局327地质队经过努力，获得铜资源量30多万吨，是当时我国第三个斑岩型铜矿区。进入二十一世纪，随着新理论、新方法、新技术的应用，积极贯彻国家关于加强深部找矿的战略，沙溪铜矿取得重大进展，整个沙溪铜矿资源量达150万吨以上，达到特大型规模，为安徽省最大的斑岩型铜矿。为确保地质找矿、矿山规划和建设等顺利进行，必须有完善的测绘资料做保障，地质测绘在过程中起到重要的作用。受铜陵有色金属集团的委托，由安徽省地质矿产勘查局327地质队合肥地勘测绘院采用全球定位系统（GPS）测量建立沙溪铜矿矿区规划范围内及周边控制网。GPS定位技术具有精度高、速度快、效率高、成本低、成果精度均匀可靠的优点，用于矿区控制网的建立，有着重要的意义。

2 GPS控制网测量方案

2.1 沙溪铜矿控制网的历史沿革

根据已有的矿区资料显示，矿区及附近有若干国家等级三角点，原来的图根控制点是在三角点的基础上采用传统方法如线形锁或导线的方法布设。通过实地调查，三角点均无处寻找，显然均遭破坏。

2.2 采用GPS进行控制网的布设

本次沙溪铜矿控制的布设采用GPS测量的方法，以取代传统的三角网和电磁波测距导线。与传统测量方法相比，GPS测量具有以下优势：

（1）GPS点之间不要求相互通视，对GPS网的几何图形也没有严格的要求，因而使GPS点位的选择更为灵活，可以自由布设。

（2）定位精度高。目前采用载波相位进行相对定位，精度可达1ppm。

（3）观测速度快。根据要观测的精度不同，采用静态相对定位技术，观测时间大大缩短。

（4）功能齐全。GPS测量可同时测定测点的平面位置和高程，采用实时动态测量可进行施工放样。

（5）操作简便。GPS测量的自动化程度很高，作业员在观测时只需要安置和开启、关闭仪器，量取天线高度，监视仪器的工作状态、环境的气象数据，而其它如捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据等系列测量工作均由仪器自动完成。

（6）全天候、全球性作业。由于GPS卫星有24颗而且分布合理，在地球任何地点、任何时间均可连续同步观测到4项以上的卫星，任何地点、任何时间均可进行GPS测量。GPS测量一般不受天气状况的影响。

2.3 GPS控制网设计原则

（1）根据测区实际情况，对整个测区重新布设控制网。

（2）根据探矿权范围，主要范围在东经：117°15′~117°20′、北纬31°07′~31°12′，控制面积约20km2。

（3）平面控制测量采用D级控制网基础上加密E级控制，其中D级点6个，E级点21个。

3 沙溪铜矿GPS控制网技术设计

3.1 作业依据

沙溪铜矿平面控制测量主要作业依据有：《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）、《地质矿产勘查测量规范》（GB/T18341─2001）。

3.2 坐标系统

平面坐标系统采用1980西安坐标系；投影方式采用高斯-克吕格3°带投影，中央子午线为117°00′00″。

3.3 GPS控制网布设

矿区分D级及E级布设GPS控制网，D级网由3个C级点和6个D级点组成，E级网由6个D级点和21个E级点组成。

4 沙溪铜矿GPS控制网实施

（1）D级及E级GPS控制网，在选点、埋石、仪器检验等环节均遵照国家规范的规定。观测时的具体规定为：D、E级卫星截止高度角均为15° ， 同时观测有效卫星数均≧4 颗，观测时段数均为≧1.6，采样间隔均为5～15s；观测时长D 级为 ≧ 60min，E 级为≧40min。

（2）观测前制定了详细的观测计划。

（3）采用混连式的方式布网，采用8台南方S86GPS接收机进行观测。

5 数据处理

采用南方测绘Gnss数据处理软件进行基线处理和平差计算。

5.1 D级GPS网平差

联测国家C级GPS点R547、R555、R556，首先进行基线解算，然后进行三维自由网平差，再进行二维约束平差。

D级GPS网平均边长为5km,最小2km，最大为13.3km。环闭合差最大值0.042m，最小值0.002m；相对闭合差最大值3.06ppm，最小值0.07ppm。

平差结果：单位权中误差为±0.013m，最弱点的相对点位中误差为±2.10mm，最大边长相对误差为1/762768。符合规范的要求。

5.2 E级GPS网平差

联测所有D级GPS点，作为E级网的起算点，首先进行基线解算，然后进行三维自由网平差，再进行二维约束平差。

E级GPS网平均边长为2.0km,最小0.47km，最大为5.15km，环闭合差最大值0.029m，最小值0.001m；相对闭合差最大值2.83ppm，最小值0.02ppm。

平差结果：单位权中误差为±0.027m，最弱点的相对点位中误差±1.78mm，最大边长相对误差为1/286810。符合规范的要求。

6 结论

（1）在本测区生产作业的各个环节，均严格按照规范的要求作业，实行有效的质量控制，确保成果质量的可靠性。

（2）数据处理方案严密，平差结果满足规范要求，最终提交的成果顺利通过委托方及安徽省测绘质检站的检查验收。

（3）利用GPS技术建立沙溪铜矿D、E级控制网，具有精度高、可靠性好的特点，同时极大地提高了作业效率，必将得到更为广泛的应用。

[1]国家标准，《全球定位系统（GPS）测量规范》 （GB/T18314-2009）.

[2]任伟，等，菏泽市四等GPS网的设计与实施；测绘通报，2008.

[3]黄文彬，GPS测量技术；测绘出版社，2011.

沙溪铜矿D、E级GPS控制网的设计与实施

■宋炳华

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-10-158-1