淺談礦山四等控制網(wǎng)的布設(shè)
——以文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團(tuán)有限公司南溫河鎢礦區(qū)為例

李永恩

（文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團(tuán)有限公司，云南 文山州 663609）

1 測(cè)區(qū)及工程概況

南溫河鎢礦區(qū)位于麻栗坡縣城南19公里（直線距離）處，行政區(qū)劃隸屬于云南省文山州麻栗坡縣天保鎮(zhèn)。隨著國(guó)家2000大地坐標(biāo)系的推廣，今后生產(chǎn)勘探、礦權(quán)維護(hù)、工業(yè)用地及臨時(shí)用地審批都會(huì)要求提供2000國(guó)家大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)成果。我公司在南溫河鎢礦劃定礦區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)展四等控制網(wǎng)測(cè)設(shè)工作[1]。控制測(cè)量區(qū)域面積約40平方公里，中心區(qū)域地理坐標(biāo)為東經(jīng)104°56′38″、北緯23°00′26″，屬南溫河高山峽谷地帶。

礦區(qū)共建立13個(gè)四等控制點(diǎn)（不含測(cè)量起算點(diǎn)），包括控制點(diǎn)的埋設(shè)、觀測(cè)、計(jì)算等。為滿足本礦山對(duì)不同坐標(biāo)系統(tǒng)的需要，本次四等控制測(cè)量共提供四套坐標(biāo)系統(tǒng)，即：1954年北京坐標(biāo)系、1980年西安坐標(biāo)系、CGCS2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，礦山工程坐標(biāo)系（抵償面為1000m的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系）；高程系統(tǒng)均為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)[2]。

2 室內(nèi)室外作業(yè)情況

2.1 現(xiàn)有資料分析利用

圖件資料：從谷歌地球網(wǎng)站下載的本地區(qū)影像圖可作為測(cè)區(qū)踏勘和布設(shè)控制網(wǎng)的工作底圖。

基礎(chǔ)控制資料：云南省C級(jí)GPS點(diǎn)“W110”位于馬關(guān)縣都龍鎮(zhèn)都龍村委會(huì)水廠洞村，“W103”位于麻栗坡縣猛硐鄉(xiāng)壩子村委會(huì)壩子公路管理所，“W102”則位于麻栗坡縣麻栗鎮(zhèn)豆鼓店村委會(huì)豆鼓店村，經(jīng)踏勘，所有點(diǎn)位保存完好，坐標(biāo)系統(tǒng)符合本地區(qū)要求，可作為本測(cè)區(qū)的起算點(diǎn)。

2.2 外業(yè)作業(yè)及完成工作量

布設(shè)工作中主要依據(jù)《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量規(guī)范》GB/T 18341-2001、《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》GB/T 18314-2009、《工程測(cè)量規(guī)范》GB 50026-2007、《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量(RTK)技術(shù)規(guī)范》CH/T 2009-2010等規(guī)范對(duì)作業(yè)進(jìn)行規(guī)范性指導(dǎo)與約束。主要投入儀器為南方靈銳S86 GPS接收機(jī)6臺(tái)，拓普康全站儀1臺(tái)，測(cè)繪作業(yè)技術(shù)人員6人。完成13個(gè)四等控制測(cè)量點(diǎn)，并且完成埋設(shè)，觀測(cè)，計(jì)算等工作。

2.3 坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇

為滿足本礦山對(duì)不同坐標(biāo)系統(tǒng)的需要，本次四等控制測(cè)量共提供四套坐標(biāo)系統(tǒng)，分別為：①1954年北京坐標(biāo)系：北京54坐標(biāo)系橢球，中央子午線：105°。②1980西安坐標(biāo)系：西安80坐標(biāo)系橢球，中央子午線：105°。③2000國(guó)家大地坐標(biāo)系：2000國(guó)家大地坐標(biāo)系橢球，中央子午線：105°。④南溫河鎢礦區(qū)四等控制網(wǎng)工程系：2000國(guó)家大地坐標(biāo)系橢球，中央子午線：105°，投影高：1000m。⑤高程系統(tǒng)：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

3 平面控制測(cè)量

3.1 布網(wǎng)

3個(gè)已知點(diǎn)中W102位于礦區(qū)東北邊，離測(cè)區(qū)約13公里；W103點(diǎn)位于礦區(qū)東南邊，離測(cè)區(qū)約10公里；W110位于礦區(qū)西南邊，離礦區(qū)約15公里。根據(jù)起算點(diǎn)分布情況和測(cè)區(qū)形狀，布網(wǎng)情況如下圖所示，控制面積約40平方公里。

圖1 控制點(diǎn)布網(wǎng)圖

3.2 選點(diǎn)

所有四等GNSS點(diǎn)點(diǎn)位均選在土質(zhì)堅(jiān)固、便于長(zhǎng)期保存和便于使用的山脊和路邊或水泥路邊上。根據(jù)甲方技術(shù)人員的要求和GNSS點(diǎn)的特點(diǎn)并結(jié)合實(shí)地情況進(jìn)行埋設(shè)。此次所有點(diǎn)位均避開(kāi)樹(shù)林、發(fā)射塔等干擾源，這樣既保證了對(duì)空開(kāi)闊和有效的高度角，也有效地減少了多路徑干擾。

3.3 埋石

四等GNSS控制點(diǎn)在穩(wěn)固地基埋設(shè)單層標(biāo)石，標(biāo)石規(guī)格為頂部15cm×15cm，底部20cm×20cm，高60cm，如下圖所示。在埋石過(guò)程中，為使今后易于尋找這些控制點(diǎn)，在實(shí)地均用紅油漆在點(diǎn)位附近的地物如電桿等明顯且易于保存的位置上，標(biāo)注點(diǎn)名及相關(guān)地物與該點(diǎn)的距離。

圖2 測(cè)點(diǎn)埋設(shè)示意圖

3.4 編號(hào)

四等GNSS點(diǎn)編號(hào)用羅馬字母“ZJ”加兩位數(shù)字編號(hào),如ZJ01、ZJ02…。

3.5 觀測(cè)

四等GNSS觀測(cè)采用南方靈銳S86雙頻GPS接收機(jī)6臺(tái)同步進(jìn)行。觀測(cè)作業(yè)模式采用靜態(tài)測(cè)量模式，衛(wèi)星高度角大于15°，數(shù)據(jù)采樣間隔為10秒，同步觀測(cè)時(shí)間≥120分鐘，重復(fù)設(shè)站數(shù)＞1.6，滿足規(guī)范要求。接收的有效衛(wèi)星數(shù)均在20顆以上，對(duì)中誤差等其余各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。天線高測(cè)前、測(cè)后不同天線位置用專用鋼卷尺分別丈量?jī)纱危?dāng)互差≤2mm時(shí)取中數(shù)使用。

3.6 數(shù)據(jù)處理

基線解算及平差計(jì)算采用“南方GNSS數(shù)據(jù)處理軟件”和“中海達(dá)HGO數(shù)據(jù)處理軟件”分別進(jìn)行。計(jì)算時(shí)，相鄰點(diǎn)間弦長(zhǎng)精度按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中，σ—標(biāo)準(zhǔn)差（基線向量的弦長(zhǎng)中誤差）。a—固定誤差，按一級(jí)GPS網(wǎng)技術(shù)要求取10mm。b—比例誤差系數(shù)，按一級(jí)GPS網(wǎng)技術(shù)要求取5ppm。d—相鄰點(diǎn)間距離，以Km為單位。

基線解算采用符合要求的雙差固定解（方差比≥3，中誤差≤0.04m）作為基線解算的最終結(jié)果。共解算基線64條（含重復(fù)基線）。

所有基線和閉合環(huán)均一次解算通過(guò)，未進(jìn)行重測(cè)或返測(cè)。

在基線和閉合環(huán)檢驗(yàn)符合要求后，以所有獨(dú)立基線組成的閉合圖形，以三維基線向量及其相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測(cè)信息，以軟件自動(dòng)選定的一點(diǎn)的WGS-84系三維坐標(biāo)作為起算依據(jù)進(jìn)行GNSS網(wǎng)的無(wú)約束（自由網(wǎng)）平差。無(wú)約束平差后各基線向量的改正數(shù)均滿足≤3σ的限差要求。

無(wú)約束平差后，再輸入已知點(diǎn)坐標(biāo)并進(jìn)行二維約束平差，最終平差結(jié)果為：最長(zhǎng)相鄰邊為W102-W103，14965.377m，最短相鄰邊為ZJ06-ZJ10,488.022m，相鄰邊平均邊長(zhǎng)為：1346.985m。最弱點(diǎn)（ZJ03）點(diǎn)位中誤差為2.2mm（限差：50mm），最弱邊（ZJ06-ZJ10）相對(duì)中誤差為1/430774（限差：1/45000）。其余各項(xiàng)誤差均滿足《規(guī)范》要求，詳細(xì)計(jì)算結(jié)果和過(guò)程見(jiàn)《控制網(wǎng)平差報(bào)告》。

4 質(zhì)量管理及檢查驗(yàn)收

作業(yè)人員均為專業(yè)技術(shù)人員，另外按甲方要求，測(cè)設(shè)完成以后將配合甲方進(jìn)行測(cè)設(shè)結(jié)果的檢查，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)把關(guān)。我公司檢查工作嚴(yán)格執(zhí)行兩級(jí)檢查制度：首先由各作業(yè)小組對(duì)所作成果資料進(jìn)行自檢互檢及項(xiàng)目部進(jìn)行100%全面檢查（過(guò)程檢查），在此基礎(chǔ)上，由測(cè)繪院按公司質(zhì)量管理規(guī)定外業(yè)不低于20%、內(nèi)業(yè)100%的要求進(jìn)行最終檢查，最終檢查合格后方提交甲方進(jìn)行最終的檢查驗(yàn)收。內(nèi)業(yè)則對(duì)控制測(cè)量從原始記錄手簿的記錄計(jì)算、中途資料的計(jì)算，到最后的平差計(jì)算進(jìn)行100%的檢查，然后結(jié)合外業(yè)檢查情況再對(duì)所有成果資料進(jìn)行100%的內(nèi)業(yè)檢查。外業(yè)、內(nèi)業(yè)所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題均即時(shí)地進(jìn)行了修正。

5 質(zhì)量要求

四等GNSS網(wǎng)布設(shè)合理，所有控制點(diǎn)埋石規(guī)范、穩(wěn)固。觀測(cè)、記錄、計(jì)算方法正確，平差成果精度滿足規(guī)范要求。測(cè)設(shè)成果出來(lái)以后，對(duì)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢核，用RTK分別抽 檢 了 ZJ03、ZJ04、ZJ05、ZJ06、.ZJ07、ZJ09、ZJ10、ZJ12，抽查結(jié)果詳見(jiàn)《質(zhì)量檢查報(bào)告》，檢查結(jié)果均滿足規(guī)范要求。綜上所述，本測(cè)區(qū)的控制測(cè)量測(cè)設(shè)認(rèn)真，成果質(zhì)量可靠，能滿足文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團(tuán)有限公司南溫河鎢礦，規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、開(kāi)發(fā)等需要。