王瑞紅，趙 娜

（河北省地礦局石家莊綜合地質(zhì)大隊(duì)，河北 石家莊050000）

0 引 言

目前的測(cè)繪基準(zhǔn)體系存在一定的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在［1］：控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)成果與高程成果分離，不便于測(cè)繪生產(chǎn)使用；高程成果受地面沉降等因素影響，現(xiàn)勢(shì)性較差，精度無(wú)法保證；高精度的衛(wèi)星定位成果與低精度的高程成果精度不匹配等。這些問(wèn)題給包括礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查在內(nèi)的測(cè)繪工作帶來(lái)了一定的難度。為此，全國(guó)各地紛紛開(kāi)展包括高精度GPS控制網(wǎng)、精密水準(zhǔn)網(wǎng)、似大地水準(zhǔn)面精化和連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（CORS）的現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)建設(shè)工作［1－4］。

礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查的主要目的是對(duì)礦業(yè)權(quán)（不包括石油、天然氣、煤層氣，下同）現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)地核查，核查礦業(yè)權(quán)人勘查、開(kāi)采的范圍，摸清礦業(yè)權(quán)分布現(xiàn)狀，糾正核查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，逐步更新探礦權(quán)、采礦權(quán)登記數(shù)據(jù)庫(kù)，使礦業(yè)權(quán)管理水平有較大的提升［5］。在某縣礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查工作中，需要核查礦業(yè)權(quán)數(shù)98處，其中采礦權(quán)40處，探礦權(quán)58處。該項(xiàng)目時(shí)間緊、任務(wù)重、要求高，按照傳統(tǒng)測(cè)量方法很難按時(shí)完成?，F(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)在本次礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查工作中發(fā)揮了重要作用。

1 現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)在礦業(yè)權(quán)核查中的應(yīng)用

1.1 連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（CORS）

《全國(guó)礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查總體實(shí)施方案》規(guī)定，在劃定測(cè)區(qū)的基礎(chǔ)上，采用GPS做首級(jí)控制測(cè)量，向每個(gè)礦業(yè)權(quán)引入2～3個(gè)控制點(diǎn)，礦業(yè)權(quán)分布比較密集時(shí)，可共用一組控制點(diǎn)?？筛鶕?jù)已知點(diǎn)情況，用GPS接收機(jī)或全站儀在保證精度的情況下確定控制點(diǎn)坐標(biāo)?？刂泣c(diǎn)精度要求：點(diǎn)位中誤差為±0.10m，高程中誤差±0.10m.目前CORS測(cè)量精度均已達(dá)到厘米級(jí)，通過(guò)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間及數(shù)據(jù)后處理等方法得到的精度更高，完全可以滿(mǎn)足礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查控制點(diǎn)精度要求。使用CORS進(jìn)行控制點(diǎn)測(cè)量，極大地提高了工作效率。礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查工作中引入的控制點(diǎn)，即為該次核查工作提供了基礎(chǔ)控制點(diǎn)，又為礦政監(jiān)管和礦業(yè)權(quán)人在實(shí)際工作中所使用。

對(duì)經(jīng)過(guò)實(shí)地核查無(wú)誤的露天采礦權(quán)，按照轉(zhuǎn)換后的拐點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)地放樣測(cè)量，確定開(kāi)采范圍，并埋設(shè)界址樁；對(duì)于探礦權(quán)，主要實(shí)測(cè)重型勘查工程的平面位置與分布，包括鉆孔、探坑、探洞、淺井、探槽等；對(duì)于露天采礦權(quán)，主要測(cè)量露天開(kāi)采的工作面位置和采場(chǎng)的分布。

在該縣礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查工作中，共布設(shè)控制點(diǎn)160個(gè)，測(cè)量礦區(qū)地形圖29處，完成礦區(qū)拐點(diǎn)放樣192點(diǎn)。使用CORS可以直接完成以上測(cè)量工作，解決了全站儀礦區(qū)測(cè)量通視困難的問(wèn)題，避免了全站儀測(cè)量的累積誤差，提高測(cè)量精度的同時(shí)節(jié)省了大量的人力物力。

1.2 似大地水準(zhǔn)面精化成果

《全國(guó)礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查總體實(shí)施方案》規(guī)定礦業(yè)權(quán)控制點(diǎn)高程中誤差要求±0.10m，高程應(yīng)由國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)采用水準(zhǔn)測(cè)量方法導(dǎo)入。具有CQG2000似大地水準(zhǔn)面模型的測(cè)區(qū)，可用GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行大地水準(zhǔn)面精化。

由于該地區(qū)已經(jīng)完成似大地水準(zhǔn)面精化工作，且內(nèi)符合精度達(dá)到±1.6cm.可以根據(jù)公式（1）計(jì)算GPS點(diǎn)的水準(zhǔn)高［6］。

式中：HGPS為GPS測(cè)量所得大地高；hlevel為水準(zhǔn)高；ξgra為似大地水準(zhǔn)面模型的高程異常，可以通過(guò)內(nèi)插方法求得。

1.3 高精度GPS控制網(wǎng)

礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查要求成果的平面基準(zhǔn)為1980西安坐標(biāo)系，高程基準(zhǔn)為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，因此需要將原來(lái)各礦業(yè)權(quán)的1954年北京坐標(biāo)系、礦區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)系成果統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到1980西安坐標(biāo)系上。因此，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是礦業(yè)權(quán)核查的重要工作之一。由于濟(jì)南市建立了高精度GPS控制網(wǎng)，選用16個(gè)高精度重合點(diǎn)采用Bursa七參數(shù)模型確定1980西安坐標(biāo)系、1954年北京坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)［7］

式中：εx、εy、εz分別為x、y、z方向的旋轉(zhuǎn)角；dx、dy、dz分別為x、y、z方向的平移量；m為尺度變化參數(shù)。

已知三個(gè)控制點(diǎn)對(duì)（同時(shí)具有54坐標(biāo)及80坐標(biāo)）代入式（2）即可求得式（2）中的七個(gè)未知參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該增加控制點(diǎn)對(duì)，使用部分未參與計(jì)算的控制點(diǎn)對(duì)對(duì)求得的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行檢核，計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度。

2 精度檢核

2.1 CORS控制點(diǎn)精度

在礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查測(cè)量時(shí)測(cè)量32個(gè)C、D、E級(jí)GPS點(diǎn)進(jìn)行檢核，檢核結(jié)果如表1所示。

表1 CORS精度檢核表

在檢核點(diǎn)中，點(diǎn)位較差最為大4.6cm，最小為0.66cm，點(diǎn)位較差小于2cm的占62%。視GPS點(diǎn)坐標(biāo)為真值，根據(jù)中誤差計(jì)算公式

計(jì)算得到平面中誤差為±2.16cm.

2.2 CORS高程檢核

礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查控制點(diǎn)高程使用CORS高程，通過(guò)似大地水準(zhǔn)面精化成果轉(zhuǎn)換為水準(zhǔn)高。使用12個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行檢核，高程較差均小于6cm，其中8點(diǎn)較差小于3cm，該方法得到的水準(zhǔn)高完全可以達(dá)到厘米級(jí)，滿(mǎn)足《全國(guó)礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查總體實(shí)施方案》要求。

2.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度

由于采用C級(jí)GPS點(diǎn)求取轉(zhuǎn)換參數(shù)，故精度較高，殘差較小。使用未參與計(jì)算的公共點(diǎn)進(jìn)行檢核，檢核點(diǎn)較差均小于2cm，滿(mǎn)足轉(zhuǎn)換要求。

3 結(jié) 論

1）由于歷史原因，礦業(yè)權(quán)資料坐標(biāo)系混亂，這給礦業(yè)權(quán)的管理工作帶來(lái)了極大的不便。通過(guò)現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)統(tǒng)一將礦業(yè)權(quán)資料轉(zhuǎn)換為1980西安坐標(biāo)系，并求得了1980西安坐標(biāo)系與2000坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，為以后礦業(yè)權(quán)成果統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為2000坐標(biāo)系打下了基礎(chǔ)。

2）使用CORS可以直接布設(shè)礦區(qū)控制點(diǎn)、礦區(qū)地形圖測(cè)量及礦業(yè)權(quán)拐點(diǎn)放樣工作，打破了傳統(tǒng)分級(jí)布網(wǎng)、層層控制的測(cè)量模式，既保證了精度又節(jié)省了人力物力。

3）GPS測(cè)量得到該點(diǎn)的大地高，利用該地區(qū)似大地水準(zhǔn)面精化成果內(nèi)插得到該點(diǎn)的高程異常，從而計(jì)算得到該點(diǎn)的水準(zhǔn)高。這樣充分利用了高精度的GPS測(cè)量成果，省去了繁瑣費(fèi)時(shí)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量，且可以達(dá)到四等水準(zhǔn)精度。

［1］ 肖建華，王厚之，李江衛(wèi)，等.武漢市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)［J］.城市勘測(cè)，2007（6）：11－14.

［2］ 李 峰.太原市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)的建立方法與實(shí)現(xiàn)［J］.測(cè)繪通報(bào)，2010（8）：18－20.

［3］ 曹學(xué)禮，張旭東，金頌偉，等.寧波市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系的構(gòu)建［J］.城市勘測(cè)，2008（2）：6－9.

［4］ 劉曦燦，牛守明，劉成寶，等.濟(jì)南市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)［J］.城市勘測(cè)，2009（1）：11－13.

［5］ 國(guó)土資源部礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)司.全國(guó)礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查工作指南與技術(shù)要求［S］.北京：中國(guó)大地出版社，2008.

［6］ 張全德，郭春喜，王 斌，等.華北地區(qū)似大地水準(zhǔn)面精化［J］.測(cè)繪通報(bào)，2007（7）：13－15.

［7］ 趙克江.礦業(yè)權(quán)實(shí)地核查成果圖件編制技術(shù)探討［J］.測(cè)繪通報(bào)，2010（1）：64－67.