摘 要：随着科学技术的不断发展，矿山测量工作中对各种测量技术提出了更高的要求，其中以GPS控制网技术为代表的测量技术在得到广泛应用的同时，有效提高了矿山测量的精确度。基于此，文章主要结合实例针对矿山测量中GPS控制网技术的应用情况进行了分析。
关键词：矿山测量；GPS控制网；应用
1 实例概况
某测区位于平原丘陵地区，整个测区范围内植被稀少，而且由于村村通路网的全面覆盖，该测区交通运输条件较为便捷。从地形地势上来看，该测区平均海拔大约为240m，东西方向上长度大约为24km，南北长度在15km左右，整个测区的总面积约为360km2。各个矿山企业均建设于道路附近，整体布局较为零散，企业周围地形遭到了较大的破坏，因此在实际测量中单纯采用常规测量方法难度较大，基于此，该案例选择了GPS控制网技术进行测量，并通过引进高精度全站仪复核技术，在GPS测量定位技术的基础上，结合GPS静态观测模式，以便于提高测量的精确度。在本次测量中，可以利用的高等级已知点主要包括三个：E25、E29、E30，通过进行实地勘察发现，三点保存均较为完好。该矿区的GPS控制网形。
2 GPS控制测量方法和精度分析
（1）测量仪器的选用：在本次矿区E级GPS控制网测量工作中主要采用了型号为海达HD8200G的单频接收机（共有四台），其标称精度为：平面为±（5mm+1×10-6D），高程为±（10mm+2×10-6D）。另外在水准测量过程中则采用了型号为苏光DSZ2的自动安平水准仪。（2）选点与埋石：在构建GPS控制网的过程中，应严格按照测区的实际情况进行选点，尽可能的避开有强烈干扰卫星接收的干扰源，并要求选点适当远离大面积水域，同时确保控制点能够与大功率无线电发射源之间的距离保持在200m以上。本次测量工作中一共埋设了16个GPS控制点，各个点位都具有良好的通视度，所在地形地基稳固，因此现浇30cm×30cm×70cm水泥混凝土桩后可以进行长期保存，与此同时连测至E25、E29、E30三个三角点。（3）观测方法及要求：通过GPS静态作业模式，按照测量基线实际长度的要求分别选取了60min时段和120min时段，将卫星高度角控制在15°以上，保证有效观测卫星总数量在6颗以上，将数据采样间隔时间控制在15s，并于GDOP≤8的条件下进行观测。按照交通调度情况、GPS设计网形以及矿区测量作业组织情况，要求四台接收机严格按照四边形同步图形展开观测工作，并将构网方式确定为连式。在GPS网中应尽可能的采用ratio≥3.0的固定双差解基线，确保异步环图形的构成，促进测量工作的顺利开展。由于矿区测量控制区域整体上呈“东西长、南北窄”的特点，并分布在主要交通线的两边，因此需构建东西方向附和型控制主网。此外由于控制网边长相差较大，在观测时还应注意对边长较短的控制基线进行同步观测。
3 GPS网观测数据的处理及检核
首先需要进行基线解算：将双差固定解作为基线解算的最终成果，本次解算中共获得92条基线，三维无约束平差，除去其中3条粗差基线，最终获得满足测量要求的合格基线一共有89条。其次对同步环观测精度进行处理和检核：在该矿区测量工作中一共有51个最小三边同步环，全长相对闭合差≤15×10-6。通过进行检验和校核发现同步环全长相对闭合差最大达到了8.769×10-6，最小则为0. 07×10-6，其中只有一个全长相对闭合差在7.0×10-6以上，满足矿区测量的规范要求。再次，对异步环观测精度进行处理和检核：在该矿区测量工作中一共有54个异步环，按照平均长度为2km进行计算，异步环坐标分量的闭合差符合Wx，Wy，Wz≤82.1mm的要求，全长闭合差W在140.9mm以内。通过最终的检验和校核计算得出，异步环坐标分量闭合差最大达到了46.5mm，符合该矿区的测量规范。最后，对复测基线观测精度进行处理和检核：该矿区测量工作中一共形成了21条复测基线，要求所有复测基线的长度校差不得超出65mm。通过最终的检验和校核计算得出，复测基线长度校差均在0.08mm～14.8mm之间，满足该矿区的测量规范要求。
4 GPS网平差计算及精度分析
4.1 三维无约束平差的计算及精度分析
通过上文基线解算我们可以看出，最终满足测量要求的合格基线一共有89条，此时可以通过采用HD52003数据处理软件进行GPS控制网的三维无约束平差，同时需提供GPS点在WGS-84坐标系下所对应的三维坐标，基线向量三个坐标差观测值的改正数基线边长等数据，以便于对GPS控制网的内部符合精度进行检验，及时发现并解决因多余观测误差造成的网内不符值的问题。在将2条精度较差的基线剔除之后，还需要对三维无约束平差进行x2检验和T检验，其中x2检验指的是对整个观测量群进行的检验，而T检验则是针对各个观测元素进行了统计和检验。通过最终检验结果可以看出，GPS控制网内部符合精度相对较高，并且各个向量解所确定的协方差阵之间的比例关系均满足测量要求，测量结果准确度高。
4.2 二维约束平差的计算及精度分析
首先应对起算数据的精度及质量进行检验：在开始约束平差之前，由于起算数据的精度差会直接扭曲整个GPS控制网，从而降低控制网中点的精度，因此要严格按照测量及计算要求做好起算数据的质量检验工作。通过无约束平差可以得出起算点相对应的坐标值，对比反算起算点间的边长和原起算点坐标反算的边长，得出二者较差及相对误差。通过数据可以看出，三个起算点的精度均达到了矿区测量要求，可以将其作为该矿区首级GPS控制网的起算点。
其次对点位质量进行检验，精度统计表可以看出，点位误差均小于0.4，其中点位误差在0-0.2cm之间的点数有14个，占总点数的70.0%，在0.2-0.4cm之间的点数有6个，占总点数的30.0%，由此可见，二位平差的点位精度很好，均满足该矿区测量工作的规范要求。
最后对全站仪测距边长的观测，在观测过程中主要选择了索佳全站仪，要求每一条边的观测都应进行三次往返测量，并在观测前做好温度及气压等参数的观察和记录工作，适当调整测距常数，计算标心斜距。另外还需要进行抽样检查验收，将GPS控制网中总基线边数的五分之一作为抽样检查样本，通过采用高精度全站仪对这些样本的距离进行观测和记录，获得测距边长与对应的GPS实测边长的对比分析数据，从该表数据结果可以看出，通过采用两种不同的方式进行测量获得的边长较差很小，而且相对误差也满足了矿区测量的规范要求。
5 结束语
总而言之，GPS控制网技术选点较为灵活，布网工作开展便捷，不会受到通视以及网形等因素的限制，尤其是在地形条件相对复杂、通视难度较大的矿山测区中得到了广泛应用。该方法与首级控制的四等三角网（锁）相比，工作时间明显缩短，有效降低了工作人员的劳动强度，提高了矿区测量工作的经济效益。
参考文献
[1]田发，李建.GPS控制网在矿山测量中的应用[J].现代矿业，2011（04）：52-54.
[2]王纪林.安林地区矿山测量GPS控制网的建立及应用[J].现代矿业，2009（07）：135-137.
[3]唐伟靖.矿区首级 GPS 控制网的建立及精度分析[J].科技广场，2012（10）：134-136.
关键词：矿山测量；GPS控制网；应用
1 实例概况
某测区位于平原丘陵地区，整个测区范围内植被稀少，而且由于村村通路网的全面覆盖，该测区交通运输条件较为便捷。从地形地势上来看，该测区平均海拔大约为240m，东西方向上长度大约为24km，南北长度在15km左右，整个测区的总面积约为360km2。各个矿山企业均建设于道路附近，整体布局较为零散，企业周围地形遭到了较大的破坏，因此在实际测量中单纯采用常规测量方法难度较大，基于此，该案例选择了GPS控制网技术进行测量，并通过引进高精度全站仪复核技术，在GPS测量定位技术的基础上，结合GPS静态观测模式，以便于提高测量的精确度。在本次测量中，可以利用的高等级已知点主要包括三个：E25、E29、E30，通过进行实地勘察发现，三点保存均较为完好。该矿区的GPS控制网形。
2 GPS控制测量方法和精度分析
（1）测量仪器的选用：在本次矿区E级GPS控制网测量工作中主要采用了型号为海达HD8200G的单频接收机（共有四台），其标称精度为：平面为±（5mm+1×10-6D），高程为±（10mm+2×10-6D）。另外在水准测量过程中则采用了型号为苏光DSZ2的自动安平水准仪。（2）选点与埋石：在构建GPS控制网的过程中，应严格按照测区的实际情况进行选点，尽可能的避开有强烈干扰卫星接收的干扰源，并要求选点适当远离大面积水域，同时确保控制点能够与大功率无线电发射源之间的距离保持在200m以上。本次测量工作中一共埋设了16个GPS控制点，各个点位都具有良好的通视度，所在地形地基稳固，因此现浇30cm×30cm×70cm水泥混凝土桩后可以进行长期保存，与此同时连测至E25、E29、E30三个三角点。（3）观测方法及要求：通过GPS静态作业模式，按照测量基线实际长度的要求分别选取了60min时段和120min时段，将卫星高度角控制在15°以上，保证有效观测卫星总数量在6颗以上，将数据采样间隔时间控制在15s，并于GDOP≤8的条件下进行观测。按照交通调度情况、GPS设计网形以及矿区测量作业组织情况，要求四台接收机严格按照四边形同步图形展开观测工作，并将构网方式确定为连式。在GPS网中应尽可能的采用ratio≥3.0的固定双差解基线，确保异步环图形的构成，促进测量工作的顺利开展。由于矿区测量控制区域整体上呈“东西长、南北窄”的特点，并分布在主要交通线的两边，因此需构建东西方向附和型控制主网。此外由于控制网边长相差较大，在观测时还应注意对边长较短的控制基线进行同步观测。
3 GPS网观测数据的处理及检核
首先需要进行基线解算：将双差固定解作为基线解算的最终成果，本次解算中共获得92条基线，三维无约束平差，除去其中3条粗差基线，最终获得满足测量要求的合格基线一共有89条。其次对同步环观测精度进行处理和检核：在该矿区测量工作中一共有51个最小三边同步环，全长相对闭合差≤15×10-6。通过进行检验和校核发现同步环全长相对闭合差最大达到了8.769×10-6，最小则为0. 07×10-6，其中只有一个全长相对闭合差在7.0×10-6以上，满足矿区测量的规范要求。再次，对异步环观测精度进行处理和检核：在该矿区测量工作中一共有54个异步环，按照平均长度为2km进行计算，异步环坐标分量的闭合差符合Wx，Wy，Wz≤82.1mm的要求，全长闭合差W在140.9mm以内。通过最终的检验和校核计算得出，异步环坐标分量闭合差最大达到了46.5mm，符合该矿区的测量规范。最后，对复测基线观测精度进行处理和检核：该矿区测量工作中一共形成了21条复测基线，要求所有复测基线的长度校差不得超出65mm。通过最终的检验和校核计算得出，复测基线长度校差均在0.08mm～14.8mm之间，满足该矿区的测量规范要求。
4 GPS网平差计算及精度分析
4.1 三维无约束平差的计算及精度分析
通过上文基线解算我们可以看出，最终满足测量要求的合格基线一共有89条，此时可以通过采用HD52003数据处理软件进行GPS控制网的三维无约束平差，同时需提供GPS点在WGS-84坐标系下所对应的三维坐标，基线向量三个坐标差观测值的改正数基线边长等数据，以便于对GPS控制网的内部符合精度进行检验，及时发现并解决因多余观测误差造成的网内不符值的问题。在将2条精度较差的基线剔除之后，还需要对三维无约束平差进行x2检验和T检验，其中x2检验指的是对整个观测量群进行的检验，而T检验则是针对各个观测元素进行了统计和检验。通过最终检验结果可以看出，GPS控制网内部符合精度相对较高，并且各个向量解所确定的协方差阵之间的比例关系均满足测量要求，测量结果准确度高。
4.2 二维约束平差的计算及精度分析
首先应对起算数据的精度及质量进行检验：在开始约束平差之前，由于起算数据的精度差会直接扭曲整个GPS控制网，从而降低控制网中点的精度，因此要严格按照测量及计算要求做好起算数据的质量检验工作。通过无约束平差可以得出起算点相对应的坐标值，对比反算起算点间的边长和原起算点坐标反算的边长，得出二者较差及相对误差。通过数据可以看出，三个起算点的精度均达到了矿区测量要求，可以将其作为该矿区首级GPS控制网的起算点。
其次对点位质量进行检验，精度统计表可以看出，点位误差均小于0.4，其中点位误差在0-0.2cm之间的点数有14个，占总点数的70.0%，在0.2-0.4cm之间的点数有6个，占总点数的30.0%，由此可见，二位平差的点位精度很好，均满足该矿区测量工作的规范要求。
最后对全站仪测距边长的观测，在观测过程中主要选择了索佳全站仪，要求每一条边的观测都应进行三次往返测量，并在观测前做好温度及气压等参数的观察和记录工作，适当调整测距常数，计算标心斜距。另外还需要进行抽样检查验收，将GPS控制网中总基线边数的五分之一作为抽样检查样本，通过采用高精度全站仪对这些样本的距离进行观测和记录，获得测距边长与对应的GPS实测边长的对比分析数据，从该表数据结果可以看出，通过采用两种不同的方式进行测量获得的边长较差很小，而且相对误差也满足了矿区测量的规范要求。
5 结束语
总而言之，GPS控制网技术选点较为灵活，布网工作开展便捷，不会受到通视以及网形等因素的限制，尤其是在地形条件相对复杂、通视难度较大的矿山测区中得到了广泛应用。该方法与首级控制的四等三角网（锁）相比，工作时间明显缩短，有效降低了工作人员的劳动强度，提高了矿区测量工作的经济效益。
参考文献
[1]田发，李建.GPS控制网在矿山测量中的应用[J].现代矿业，2011（04）：52-54.
[2]王纪林.安林地区矿山测量GPS控制网的建立及应用[J].现代矿业，2009（07）：135-137.
[3]唐伟靖.矿区首级 GPS 控制网的建立及精度分析[J].科技广场，2012（10）：134-136.