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摘要：随着矿区建设的发展及矿区规模的迅速扩大，原矿区控制网不能满足矿区测量工作的需求，矿区控制网改造成为矿山建设的基本任务之一。本文介绍了内蒙古某大型露天煤田平面控制网的设计、选点和埋石、外业观测和内业数据处理等。
关键词：露天矿；GPS控制网；技术设计
【中图分类号】TD173
前言
很多矿区的原控制网是在不同的时期，按照不同的测量规范，采用不同的方法逐步扩充而建成的。随着矿区建设速度的加快及矿区规模的迅速扩大，原来矿区测量控制网不能满足测绘工作的需要或遭到严重破坏，几乎丧失使用功能。为适应矿区的发展需要，测量控制网的改造势在必行。本文以内蒙古某大型露天煤田为例，介绍露天矿GPS平面控制网设计与实施工作，使之适应高科技发展要求。
1 平面控制网技术设计
新布设的GPS网应遵循以下布网原则：
1）为了顾及原有的测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，应采用原坐标系统，对凡符合GPS网点要求的旧点，应充分利用其标石。
2）GPS网一般应采用由独立观测边构成的闭合图形。例如三角形、多边形或附和线路，以构成检核条件，提高网的可靠性。
3）GPS网点尽量与原有的地面控制网点相重合。重合点数应多于3个，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。
2 矿区三等网布设
2.1 GPS网已知数据
本次平面坐标系统采用西安80国家坐标系，本次工作中4个已知点为国家二等控制点，分别为“哈坝”、“哈吉昌”、“伊新司”、“伊吉”，点位保存良好可以使用。
2.2 控制网的布设
2.3 GPS点的选埋
2.3.1 选点
这次改造采用GPS这一高新技术，所以在选点工作中比常规测量要简便、灵活得多，在GPS点位的选取工作中，点位应紧扣测量目的布设。选点要遵循以下原则：
1）为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10～15高度角以上不能有成片的障碍物。
2）为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等，并远离高压输电线其距离不得小于50m。
3）为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。
2.3.2 控制点的埋石
3.2 观测工作的实施
观测所用仪器为阿什泰克单频GPS接收机四台套，标称精度为5mm+2ppmD。观测作业的主要任务，是捕获GPS卫星信号对其进行跟踪、接收和处理，以获取所需的定位和观测数据。一般应注意以下几点：
4.2 起算数据与坐标系统
投影带为3度带，高斯正形投影，中央子午线为118?00?；采用80国家大地坐标系统，取中央子午线为L0=118?的3°带高斯投影。
4.3 无约束平差
当GPS基线各项质量检验符合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的三维无约束平差，并提供各GPS控制点在WGS84坐标系下的三维坐标，各基线向量三个坐标差观测值的改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息，并生成GPS高程拟合的数据文件。
4.4 约束平差
在无约束平差确定的有效观测量基础上，以起算数据中提供的已知点作为强制约束的固定值，进行约束平差。平差结果就是输出各GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标，基线向量改正数，基线边长、方位以及坐标、基线边长、方位的精度信息，转换参数及其精度信息。
5 结论
GPS定位技术在控制测量中的应用确实显示出高精度、速度快、布网灵活、不受通视条件限制等优点，是以往的经典技术所无法比拟的。通过工程的设计与实施充分揭示了利用GPS技术的方便。本文根据露天矿山控制网的工程需要，应用GPS技术设计了平面控制网。与同类工程研究不同的是，本次工作利用的是GPS高新技术做平面控制网。布设GPS网的时候在考虑精度的同时也要考虑可靠性和经济方面的指标，在保证實测控制网质量要求的前提下以最经济为原则，但必须依据测量技术规范，针对实际工程设计测量技术方案。
关键词：露天矿；GPS控制网；技术设计
【中图分类号】TD173
前言
很多矿区的原控制网是在不同的时期，按照不同的测量规范，采用不同的方法逐步扩充而建成的。随着矿区建设速度的加快及矿区规模的迅速扩大，原来矿区测量控制网不能满足测绘工作的需要或遭到严重破坏，几乎丧失使用功能。为适应矿区的发展需要，测量控制网的改造势在必行。本文以内蒙古某大型露天煤田为例，介绍露天矿GPS平面控制网设计与实施工作，使之适应高科技发展要求。
1 平面控制网技术设计
新布设的GPS网应遵循以下布网原则：
1）为了顾及原有的测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，应采用原坐标系统，对凡符合GPS网点要求的旧点，应充分利用其标石。
2）GPS网一般应采用由独立观测边构成的闭合图形。例如三角形、多边形或附和线路，以构成检核条件，提高网的可靠性。
3）GPS网点尽量与原有的地面控制网点相重合。重合点数应多于3个，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。
2 矿区三等网布设
2.1 GPS网已知数据
本次平面坐标系统采用西安80国家坐标系，本次工作中4个已知点为国家二等控制点，分别为“哈坝”、“哈吉昌”、“伊新司”、“伊吉”，点位保存良好可以使用。
2.2 控制网的布设
2.3 GPS点的选埋
2.3.1 选点
这次改造采用GPS这一高新技术，所以在选点工作中比常规测量要简便、灵活得多，在GPS点位的选取工作中，点位应紧扣测量目的布设。选点要遵循以下原则：
1）为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10～15高度角以上不能有成片的障碍物。
2）为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等，并远离高压输电线其距离不得小于50m。
3）为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。
2.3.2 控制点的埋石
3.2 观测工作的实施
观测所用仪器为阿什泰克单频GPS接收机四台套，标称精度为5mm+2ppmD。观测作业的主要任务，是捕获GPS卫星信号对其进行跟踪、接收和处理，以获取所需的定位和观测数据。一般应注意以下几点：
4.2 起算数据与坐标系统
投影带为3度带，高斯正形投影，中央子午线为118?00?；采用80国家大地坐标系统，取中央子午线为L0=118?的3°带高斯投影。
4.3 无约束平差
当GPS基线各项质量检验符合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的三维无约束平差，并提供各GPS控制点在WGS84坐标系下的三维坐标，各基线向量三个坐标差观测值的改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息，并生成GPS高程拟合的数据文件。
4.4 约束平差
在无约束平差确定的有效观测量基础上，以起算数据中提供的已知点作为强制约束的固定值，进行约束平差。平差结果就是输出各GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标，基线向量改正数，基线边长、方位以及坐标、基线边长、方位的精度信息，转换参数及其精度信息。
5 结论
GPS定位技术在控制测量中的应用确实显示出高精度、速度快、布网灵活、不受通视条件限制等优点，是以往的经典技术所无法比拟的。通过工程的设计与实施充分揭示了利用GPS技术的方便。本文根据露天矿山控制网的工程需要，应用GPS技术设计了平面控制网。与同类工程研究不同的是，本次工作利用的是GPS高新技术做平面控制网。布设GPS网的时候在考虑精度的同时也要考虑可靠性和经济方面的指标，在保证實测控制网质量要求的前提下以最经济为原则，但必须依据测量技术规范，针对实际工程设计测量技术方案。