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[摘 要] 矿井建设初期，为保证矿井地面测量、井下生产及井上下联系测量工作的正常开展，工业广场控制网的建立具有重要意义。根据测区交通条件、测站位置制定观测计划。采用D级静态GPS静态观测方法对选定的控制点进行测量，并采用Compass静态数据处理软件进行控制网数据处理，从而建立GPS控制网模型。本文通过分析研究华测X90在北阳庄矿工业广场GPS控制网建立的过程来研究建立矿区GPS控制网模型的可行性与优缺点。
[关键词]控制网 GPS 控制测量
中图分类号：P228.4 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）36-0343-01
1、概述
随着科学技术的进步， GPS这一新兴的定位技术在工程测量中被广泛应用.
GPS定位测量具有精度高、速度快、经费省、全天候等优点。GPS作为一项高新技术，在控制测量中的应用，大大减少了布网的工作量，提高了效率。GPS静态观测精度高，完全可以毫米级，这样的精度足以满足矿井生产建设的需要。
北阳庄矿井为新建矿井，在矿井建设的过程中，由于受地面基建工程影响，部分地面控制点被破坏，不能满足矿井日常生产的需要。为保证矿井地面测量、井下生产及井上下联系测量工作的正常开展，在工业广场内重新布设了5个控制点，采用GPS静态观测方法进行数据采集，采用Compass数据处理进行数据结算。并生成测量成果报告。
2 GPS控制网的布设及外业观测
GPS 控制网测量包括GPS控制网网形的设计、外业数据采集和内业数据处理三部分。GPS控制网网形的设计和内业数据的处理是GPS控制网测量的两个关键部分。网形设计的好坏，决定日后使用的便捷性；内业数据处理决定成果精度。
2.1 选点埋石
经对北阳庄工业广场现场实地勘查，在工业广场内共布设控制点5个，标石采用混凝土标石，点位中心为铜棒。其中，楼顶标石2个，分别为BY1（招待所楼顶）、BY5（联合建筑楼楼顶）；地面标石3个，分别为BY2（停车场）、BY3（变电站南）、BY4（煤场北）。如图1所示。
2.2 现有资料分析
蔚州矿区平面控制网采用的独立坐标系统，为适应工程测量的需要，使工业广场和第一开采水平边长投影后长度变形比小于1/20000，本区采用矿区抵偿面坐标，以690m高程面为投影面，选择矿区中心3°带第38带坐标X=4423000m
Y=3854000m为坐标转换原点，将起算点统一3°带坐标换算到蔚州矿区坐标系统。
蔚州矿区高程控制网采用1985年国家高程基准，该区用15个三等水准重合点求算出1985年国家高程基准与1956年黄海高程系之差为-0.144m，个别三角点高程将1979年成果换算到1985年国家高程基准上来。
由于该控制网建立时间较长，受到矿区井下开采影响，因为破坏等因素，经实地踏勘，上陈庄（三等）、东陈家涧（四等）、任家涧（四等）、东庄（四等）四个控制点可用。
2.3 技术要求
外业观测按照《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）中D级网标准要求进行，主要技术要求见表1
2.4 观测仪器的选择
华测X90接收机是华测公司于2005年推出的全新一代双频GPS接收机。静态处理的标称精度（双频）为5mm+1ppm？D。
2.5 外业观测
根据卫星可见性预报结果，结合测区的交通条件、GPS网设计网型及测站的位置，制定观测计划。外业观测采用6台上海华测X90型接收机，总共观测3个时段，每个时段观测1h。
3 GPS数据处理
GPS静态观测数据处理采用Compass7.0软件进行，解算步骤分为数据预处理、数据导入、基线解算、外业观测质量检核、空间无约束平差、约束平差、成果报告等步骤。起算数据采用上陈庄、任家涧、东陈家涧，其余点均作为未知点进行解算。
3.1 外业观测质量检核
本次观测共解算处有效基线26条，其中重复边4条，中误差最大值为0.0056m，最大相对中误差为1/723127；同步环10个，异步环7个，同步环最大闭合差为0.93ppm，异步环闭合差为0.60ppm，符合D级网规范要求。
3.2 空间无约束平差与约束平差
空间无约束平差，即在WGS-84坐标系下进行三维自由网平差，其主要目的是考察网本身的内符合精度以及考察基线向量之间有无明显的系统误差和粗差，同时为GPS大地高与公共点正常高联合确定GPS网点的高程异常，提供平差处理后的大地高程数据。观测网经空间无约束平差后，各点的精度均小于0.003m，约束平差各点位精度均小于0.007m，满足精度要求。
3.3 控制網成果
北阳庄工业广场控制网采用上陈庄、东陈家涧、任家涧三个点作为起算数据，外业观测质量合格，精度可靠，满足《全球定位系统（GPS）测量规范》中D级GPS网的各项技术要求，控制网高程采用平面模型进行高程拟合，精度可靠，考虑到大地水准面的复杂性，可采用水准测量的方法对BY2、BY3、BY4、三个地面控制点进行水准联测，以保证高程精度。
4.结论
通过GPS在北阳庄矿工业广场地面控制网的建立，可以得出GPS布设控制网对于控制点的通视情况要求较低，布点设计更为便捷。观测时间短且不受天气影响，可以节省大量的人力物力。同时，GPS测量精度较高，通过后期清水仓直排孔定位及其他地面工程检验，完全符合矿井生产工程的需求。
参考文献
[1] 高井祥，付培义.《数字测图原理与方法》中国矿业大学出版社.
[2] 吴朝阳，徐志华.《GPS测量原理及应用简介》理工科研，2009.
[3] 徐绍铨，张华海，杨志强.王泽民《GPS测量原理及应用》，2008.
[关键词]控制网 GPS 控制测量
中图分类号：P228.4 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）36-0343-01
1、概述
随着科学技术的进步， GPS这一新兴的定位技术在工程测量中被广泛应用.
GPS定位测量具有精度高、速度快、经费省、全天候等优点。GPS作为一项高新技术，在控制测量中的应用，大大减少了布网的工作量，提高了效率。GPS静态观测精度高，完全可以毫米级，这样的精度足以满足矿井生产建设的需要。
北阳庄矿井为新建矿井，在矿井建设的过程中，由于受地面基建工程影响，部分地面控制点被破坏，不能满足矿井日常生产的需要。为保证矿井地面测量、井下生产及井上下联系测量工作的正常开展，在工业广场内重新布设了5个控制点，采用GPS静态观测方法进行数据采集，采用Compass数据处理进行数据结算。并生成测量成果报告。
2 GPS控制网的布设及外业观测
GPS 控制网测量包括GPS控制网网形的设计、外业数据采集和内业数据处理三部分。GPS控制网网形的设计和内业数据的处理是GPS控制网测量的两个关键部分。网形设计的好坏，决定日后使用的便捷性；内业数据处理决定成果精度。
2.1 选点埋石
经对北阳庄工业广场现场实地勘查，在工业广场内共布设控制点5个，标石采用混凝土标石，点位中心为铜棒。其中，楼顶标石2个，分别为BY1（招待所楼顶）、BY5（联合建筑楼楼顶）；地面标石3个，分别为BY2（停车场）、BY3（变电站南）、BY4（煤场北）。如图1所示。
2.2 现有资料分析
蔚州矿区平面控制网采用的独立坐标系统，为适应工程测量的需要，使工业广场和第一开采水平边长投影后长度变形比小于1/20000，本区采用矿区抵偿面坐标，以690m高程面为投影面，选择矿区中心3°带第38带坐标X=4423000m
Y=3854000m为坐标转换原点，将起算点统一3°带坐标换算到蔚州矿区坐标系统。
蔚州矿区高程控制网采用1985年国家高程基准，该区用15个三等水准重合点求算出1985年国家高程基准与1956年黄海高程系之差为-0.144m，个别三角点高程将1979年成果换算到1985年国家高程基准上来。
由于该控制网建立时间较长，受到矿区井下开采影响，因为破坏等因素，经实地踏勘，上陈庄（三等）、东陈家涧（四等）、任家涧（四等）、东庄（四等）四个控制点可用。
2.3 技术要求
外业观测按照《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）中D级网标准要求进行，主要技术要求见表1
2.4 观测仪器的选择
华测X90接收机是华测公司于2005年推出的全新一代双频GPS接收机。静态处理的标称精度（双频）为5mm+1ppm？D。
2.5 外业观测
根据卫星可见性预报结果，结合测区的交通条件、GPS网设计网型及测站的位置，制定观测计划。外业观测采用6台上海华测X90型接收机，总共观测3个时段，每个时段观测1h。
3 GPS数据处理
GPS静态观测数据处理采用Compass7.0软件进行，解算步骤分为数据预处理、数据导入、基线解算、外业观测质量检核、空间无约束平差、约束平差、成果报告等步骤。起算数据采用上陈庄、任家涧、东陈家涧，其余点均作为未知点进行解算。
3.1 外业观测质量检核
本次观测共解算处有效基线26条，其中重复边4条，中误差最大值为0.0056m，最大相对中误差为1/723127；同步环10个，异步环7个，同步环最大闭合差为0.93ppm，异步环闭合差为0.60ppm，符合D级网规范要求。
3.2 空间无约束平差与约束平差
空间无约束平差，即在WGS-84坐标系下进行三维自由网平差，其主要目的是考察网本身的内符合精度以及考察基线向量之间有无明显的系统误差和粗差，同时为GPS大地高与公共点正常高联合确定GPS网点的高程异常，提供平差处理后的大地高程数据。观测网经空间无约束平差后，各点的精度均小于0.003m，约束平差各点位精度均小于0.007m，满足精度要求。
3.3 控制網成果
北阳庄工业广场控制网采用上陈庄、东陈家涧、任家涧三个点作为起算数据，外业观测质量合格，精度可靠，满足《全球定位系统（GPS）测量规范》中D级GPS网的各项技术要求，控制网高程采用平面模型进行高程拟合，精度可靠，考虑到大地水准面的复杂性，可采用水准测量的方法对BY2、BY3、BY4、三个地面控制点进行水准联测，以保证高程精度。
4.结论
通过GPS在北阳庄矿工业广场地面控制网的建立，可以得出GPS布设控制网对于控制点的通视情况要求较低，布点设计更为便捷。观测时间短且不受天气影响，可以节省大量的人力物力。同时，GPS测量精度较高，通过后期清水仓直排孔定位及其他地面工程检验，完全符合矿井生产工程的需求。
参考文献
[1] 高井祥，付培义.《数字测图原理与方法》中国矿业大学出版社.
[2] 吴朝阳，徐志华.《GPS测量原理及应用简介》理工科研，2009.
[3] 徐绍铨，张华海，杨志强.王泽民《GPS测量原理及应用》，2008.