浅谈矿山四等控制网的布设——以文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司南温河钨矿区为例

李永恩

（文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司，云南 文山州 663609）

1 测区及工程概况

南温河钨矿区位于麻栗坡县城南19公里（直线距离）处，行政区划隶属于云南省文山州麻栗坡县天保镇。随着国家2000大地坐标系的推广，今后生产勘探、矿权维护、工业用地及临时用地审批都会要求提供2000国家大地坐标数据成果。我公司在南温河钨矿划定矿区范围内开展四等控制网测设工作[1]。控制测量区域面积约40平方公里，中心区域地理坐标为东经104°56′38″、北纬23°00′26″，属南温河高山峡谷地带。

矿区共建立13个四等控制点（不含测量起算点），包括控制点的埋设、观测、计算等。为满足本矿山对不同坐标系统的需要，本次四等控制测量共提供四套坐标系统，即：1954年北京坐标系、1980年西安坐标系、CGCS2000国家大地坐标系，矿山工程坐标系（抵偿面为1000m的2000国家大地坐标系）；高程系统均为1985国家高程基准[2]。

2 室内室外作业情况

2.1 现有资料分析利用

图件资料：从谷歌地球网站下载的本地区影像图可作为测区踏勘和布设控制网的工作底图。

基础控制资料：云南省C级GPS点“W110”位于马关县都龙镇都龙村委会水厂洞村，“W103”位于麻栗坡县猛硐乡坝子村委会坝子公路管理所，“W102”则位于麻栗坡县麻栗镇豆鼓店村委会豆鼓店村，经踏勘，所有点位保存完好，坐标系统符合本地区要求，可作为本测区的起算点。

2.2 外业作业及完成工作量

布设工作中主要依据《地质矿产勘查测量规范》GB/T 18341-2001、《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314-2009、《工程测量规范》GB 50026-2007、《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》CH/T 2009-2010等规范对作业进行规范性指导与约束。主要投入仪器为南方灵锐S86 GPS接收机6台，拓普康全站仪1台，测绘作业技术人员6人。完成13个四等控制测量点，并且完成埋设，观测，计算等工作。

2.3 坐标系统的选择

为满足本矿山对不同坐标系统的需要，本次四等控制测量共提供四套坐标系统，分别为：①1954年北京坐标系：北京54坐标系椭球，中央子午线：105°。②1980西安坐标系：西安80坐标系椭球，中央子午线：105°。③2000国家大地坐标系：2000国家大地坐标系椭球，中央子午线：105°。④南温河钨矿区四等控制网工程系：2000国家大地坐标系椭球，中央子午线：105°，投影高：1000m。⑤高程系统：1985国家高程基准。

3 平面控制测量

3.1 布网

3个已知点中W102位于矿区东北边，离测区约13公里；W103点位于矿区东南边，离测区约10公里；W110位于矿区西南边，离矿区约15公里。根据起算点分布情况和测区形状，布网情况如下图所示，控制面积约40平方公里。

图1 控制点布网图

3.2 选点

所有四等GNSS点点位均选在土质坚固、便于长期保存和便于使用的山脊和路边或水泥路边上。根据甲方技术人员的要求和GNSS点的特点并结合实地情况进行埋设。此次所有点位均避开树林、发射塔等干扰源，这样既保证了对空开阔和有效的高度角，也有效地减少了多路径干扰。

3.3 埋石

四等GNSS控制点在稳固地基埋设单层标石，标石规格为顶部15cm×15cm，底部20cm×20cm，高60cm，如下图所示。在埋石过程中，为使今后易于寻找这些控制点，在实地均用红油漆在点位附近的地物如电杆等明显且易于保存的位置上，标注点名及相关地物与该点的距离。

图2 测点埋设示意图

3.4 编号

四等GNSS点编号用罗马字母“ZJ”加两位数字编号,如ZJ01、ZJ02…。

3.5 观测

四等GNSS观测采用南方灵锐S86双频GPS接收机6台同步进行。观测作业模式采用静态测量模式，卫星高度角大于15°，数据采样间隔为10秒，同步观测时间≥120分钟，重复设站数＞1.6，满足规范要求。接收的有效卫星数均在20颗以上，对中误差等其余各项指标均符合规范要求。天线高测前、测后不同天线位置用专用钢卷尺分别丈量两次，当互差≤2mm时取中数使用。

3.6 数据处理

基线解算及平差计算采用“南方GNSS数据处理软件”和“中海达HGO数据处理软件”分别进行。计算时，相邻点间弦长精度按下式进行计算：

式中，σ—标准差（基线向量的弦长中误差）。a—固定误差，按一级GPS网技术要求取10mm。b—比例误差系数，按一级GPS网技术要求取5ppm。d—相邻点间距离，以Km为单位。

基线解算采用符合要求的双差固定解（方差比≥3，中误差≤0.04m）作为基线解算的最终结果。共解算基线64条（含重复基线）。

所有基线和闭合环均一次解算通过，未进行重测或返测。

在基线和闭合环检验符合要求后，以所有独立基线组成的闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以软件自动选定的一点的WGS-84系三维坐标作为起算依据进行GNSS网的无约束（自由网）平差。无约束平差后各基线向量的改正数均满足≤3σ的限差要求。

无约束平差后，再输入已知点坐标并进行二维约束平差，最终平差结果为：最长相邻边为W102-W103，14965.377m，最短相邻边为ZJ06-ZJ10,488.022m，相邻边平均边长为：1346.985m。最弱点（ZJ03）点位中误差为2.2mm（限差：50mm），最弱边（ZJ06-ZJ10）相对中误差为1/430774（限差：1/45000）。其余各项误差均满足《规范》要求，详细计算结果和过程见《控制网平差报告》。

4 质量管理及检查验收

作业人员均为专业技术人员，另外按甲方要求，测设完成以后将配合甲方进行测设结果的检查，对可能出现的问题统一标准，对质量进行技术把关。我公司检查工作严格执行两级检查制度：首先由各作业小组对所作成果资料进行自检互检及项目部进行100%全面检查（过程检查），在此基础上，由测绘院按公司质量管理规定外业不低于20%、内业100%的要求进行最终检查，最终检查合格后方提交甲方进行最终的检查验收。内业则对控制测量从原始记录手簿的记录计算、中途资料的计算，到最后的平差计算进行100%的检查，然后结合外业检查情况再对所有成果资料进行100%的内业检查。外业、内业所发现的问题均即时地进行了修正。

5 质量要求

四等GNSS网布设合理，所有控制点埋石规范、稳固。观测、记录、计算方法正确，平差成果精度满足规范要求。测设成果出来以后，对成果数据进行了检核，用RTK分别抽 检 了 ZJ03、ZJ04、ZJ05、ZJ06、.ZJ07、ZJ09、ZJ10、ZJ12，抽查结果详见《质量检查报告》，检查结果均满足规范要求。综上所述，本测区的控制测量测设认真，成果质量可靠，能满足文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司南温河钨矿，规划设计、建设、开发等需要。