长平矿区地面控制网加密的研究
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摘要：矿区地面控制网的统一布设与测量工作是保证矿井贯通测量顺利进行的前提和基础，在对测区情况和已知点的可用性等分析的基础上，确定采用全球定位系统 (GPS)技术施测地面控制 网，完成各项相关的数据处理工作，并对成果进行精度分析，为矿井后续的测量工作提供了良好 的保障。
关键词：贯通测量；全球定位系统；平面控制网；矿井
Abstract: The unified arrangement and measurement of ground control network is to ensure mine through the premise and basis of measurement smoothly, based on availability analysis of the sensing area and a known point on, determined using the global positioning system(GPS) technology measure ground control network, the completion of the related data processing. The results, and carry on the precision analysis, provides a good guarantee for the measurement of mine follow-up.
Key words: through measurement; global positioning system; plane control network; mine
中图分类号：P25 文献标识码： 文章编号
一、概述
由于长平矿井地面控制网受工作面回采的影响、人为破坏以及工程建设等原因，受到了不同程度的破坏和丢失，随着矿井井田面积的扩大，精度已远远不能满足矿井生产、建设的需要，从而直接影响矿井的生产。同时根据标准化的相关要求，对资源的合理开采进行业务监督和解决生产、建设和改造中提出的各种测量问题提供基础数据。从而进行长平矿区地面控制网加密测量工作，建立完整统一的地面控制网。
此项地面控制网加密工作,于2011年7月――2011年12月对长平公司矿区控制网加密工程进行了测区全面勘察、技术设计、控制网点布设和施测以及内业数据处理、平差计算等工作，现将有关情况总结如下：
本测区位于高平市寺庄镇西北，属山区丘陵地带，测区面积55平方公里。
测区的地理位置：
北纬 35°51′00″――35°55′51″
东经 112°44′36″――112°52′16″
二、完成工作量
1、GPS（D级）控制网联测45点；
2、埋设标石30块；
3、四等水准测量25Km；
4、架设中型钢标7座。
三、控制网加密测量
为确保矿区的控制范围、点位分布均匀和使用方便，全网共布设45点，其中待测点38点，利用原有已知控制点7点，本次作业采用《全球定位系统（GPS）测量规范》中的D级精度标准进行观测（1954年北京坐标系,部定3°带投影，中央子午线112°30′）。
1.选点、埋石
2011年8月，进行了长平矿区控制网选点和埋石工作。根据测区实际情况，在测区范围内利用旧点标石15个，新埋设了30个普通标石的GPS点。
标石按GPS点埋石要求埋设，在埋设点位的同时对GPS点做了点之记。
点位在选择时远离了周边的高大建筑、树林、水库以及积水地带；远离电磁干扰区、微波站、无线电发射台、雷达多发地带、高压线穿越地带；点位避开地质构造不稳定的地点断层破碎带、易于发生滑坡、沉陷隆起地面等局部变形的地点，点位选在避开其它有剧烈震动的地点，短期内将因建设而可能毁坏观测墩或阻碍观测的地点。
2.GPS控制网测量
（1）外业观测
GPS控制网观测采用静态相对定位作业模式。同步环之间采用点边连构网方式施测。利用11台GPS（Trimble 5800三台、中海达GHSS v9四台、中海达HD8200B四台）接收机进行同步观测。共设站77次，大于规范规定的1.6。
本项目使用的测量仪器均通过山西省测绘产品质量监督检验站检定合格，符合《规范》要求，在生产过程中未发现仪器设备的异常情况。
观测时记录内容包括：观测者、观测日期、仪器号、点号、点名、时段号、天线高、开关机时间，并记录其他特殊问题。
具体观测排序见下表（GPS控制网图附后）
GPS观测方案
（2）内业平差计算
GPS网基线解算及观测数据检验，采用随机配备的HDS2003 GPS软件完成。基线解算按同步观测时段为单位进行，外业数据质量以同一时段观测值的数据剔除率、同步观测环闭合差、独立闭合环或附合路线坐标闭合差、同一基线不同时段的较差等进行了检验，并满足规范相应等级的要求。
①、无约束平差
GPS外业采集数据检验完成以后，采用随机配备的HDS2003 GPS数据处理软件进行GPS网平差。
GPS网无约束平差是在WGS---84坐标系下的平差，处理由于多余观测误差而引起大的网内不符值，以反映GPS网的内部符合精度；平差过程中没有发现粗差现象，从而确保了基线分量的改正数绝对值小于规定值，平差结果为：
最大点位中误差：Mxy= 0.0042 m
最大高程中误差：Mh= 0.0034m
②、平面（二维约束平差）
以靖居、沟北、宋家岭、十字岭、申头、西德义和疙套7个已知点作为基准点，对GPS网进行1954年北京坐标系下的平面约束平差。
最大点位中误差：Mxy=0.0038m
最弱边相对中误差：Ms/S=1/ 110601
以十字岭、王报、长平、泮沟、上海则、掘山、枣河和贾村8个已知点作为基准点，对GPS网进行1980年西安坐标系下的平面约束平差。
最大点位中误差：Mxy=0.0048m
最弱边相对中误差：Ms/S=1/ 88926
③、高程（约束平差）
采用靖居、沟北和宋家岭的高程作为起算数据，对GPS网进行1956年黄海高程系和1985年国家高程基准下的高程约束平差。
最大高程中误差：Mh=0.0169m
3.水准测量
本次测区作业，首级高程控制为四等水准测量，使用索佳CⅡ32（S3）型水准仪按四等水准精度要求测量至布置的矿区控制网南边（沟北），然后进行GPS拟合水准高程和附合直接水准点检核，符合精度要求进行水准拟合平差。
水准测量的主要技术要求完全符合下表的规定
水准测量的主要技术要求
水准观测的主要技术要求
4.常规检查
为确保成果质量的准确可靠和精度性，采用TOPCON（J2型）全站仪，在釜山B和釜山C控制点上进行了边长和方向的检测，具体数据如下：
四、结束语
建立矿区地面测量控制系统，为煤矿各项测量工作提供起算数据；利用测绘资料解决煤矿生产、建设和改造中提出的各种测绘问题，并为煤矿生产、救护提供有关的测绘资料；从而提高煤矿的工作效率为企业增创更大的经济利益。它具有明显的经济效益和重要的社会效益。
参考文献：
1、《全球定位系统（GPS）测量规范》 GB/T18314-2009；
2、《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91；
3、《国家三角测量规范》GB/T 17942-2000；
4、《煤矿测量规程》能源煤总[(1989)]25号