1引言
地质工程测量是为了地质找矿而做的基础工作，基本上都是山区作业，通讯不便，交通困难，各种成果也多建立在BJ54系统下，原国家等级三角点、导线点破坏严重，高等级GPS点、水准点分布严重不足，使得布网困难。GPS(全球定位系统)具有i贝4量精度高、全天候作业、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、成本低、提供三维坐标等特点，近几年来已经广泛应用于地质工程测量工作中…，为测绘工作提供了一个崭新的定位测量手段，取得了显著的经济效益，赢得了广大地质和测绘工作者的青睐。因此，讨论如何合理地利用GPS定位技术布设控制网，取得适宜的精确度，达到地质工程的要求，显得尤为重要。
2应用实例
2．1工程概况研究区位于新疆鄯善县境内，面积为26．47km，属南湖戈壁滩的低山丘陵区，地势较为平坦，海拔高度一般在1100m。考虑到海拔较高、工作难度大、工期较紧、降低成本等因素，决定采用GPS进行控制测量、碎部测量以及工程收测。
2．2GPS控制网的设计
2．2．1技术标准
GPS测量的技术设计主要依据《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB／T18314—2001)、《地质矿产勘查测量规范》(GB／T18341—2001)》及工程设计有关要求制定的。以1／10万地形图为参考图件，平面坐标系统采用1954年北京坐标系，高程基准采用1956年黄海高程系，投影面为高斯平面，中央子午线90。，3。分带，控制网等级为C级，以白石包国家二等三角点和黄山三等三角点做为起算依据。
2．2．2设计精度
GPS控制网宜以边连接为主，辅以点连接，这样可减少工作量，又可达到多检核的目的，布网时应尽可能地选择国家一、二等三角点，最好是同边邻点，这样的点位精度基本相同，能够很好地将WGS84坐标较严密地转换到BJz54系统，而尽可能地少选用三、四等点。根据研究区情况和工程需要，选择二级GPS网作为测区首级控制网，要求平均边长小于1km，最弱边相对中误差小于1／10000，GPS接收机标称精度的固定误差a≤15ram，比例误差系数b≤20×10。
2．2．3控制网布设
研究区采用c、D、E三级GPS网作为基本平面控制网。控制网共17个节点，其中c级GPS控制点1点，D级GPS控制点4点，E级GPS控制点13点。其中联测已知平面控制点2个，高程控制点5个(其高程由四等水准测得)，采用3台中海达GPS单频接收机(标称精度为5mm+2ppmxD)观测，网形布设成边连式(图1)。2．2．4观测计划根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP)，选择最佳观测时段(卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6)，并编排作业调度表。
2．3GPs控制网作业
2．3．1选点
GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：(1)点位要显著，视场周围15。无障碍物，以免信号被遮挡或吸收；(2)每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；(3)点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体，应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；(4)点位要远离大功率无线电发射源，其距离不小于200m，远离高压电线和微波传送通道等，其距离不小于50m，以免电磁场对信号的干扰；(5)选点结束后，按要求埋设标石，标石规格按规范要求执行，埋石后应填写点之记。控制点的编号按顺序编排，并在前冠以大写字母“GPS”，如：“GPS1”表示一级GPS“1”号点。
2．3．2观测
根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位模式，卫星高度角l5。，时段长度4O一60min，采样间隔15S。在3个点上同时安置3台接收机天线(对中、整平、定向)，天线安置采用脚架对点器精确对中，对点误差均小于2rOiTl。量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。
2．4GPS数据处理及精度分析
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标引。
2．4．1基线解算
测量过程中，对于当天采集的GPS数据，应及时通讯至计算机进行外业数据检查。而后利用中海达公司随机商用软件进行基线处理，处理过程中卫星高度角大于15。，采用静态相对定位处理方式。根据自动处理基线向量的结果，检查基线向量方差比均大于3，边长中误差均小于20mm。
2．4．2外业质量检核
外业质量检核是确保平差精度要求的重要环节，主要包括同步环检验、异步环检验、复测基线。
2．4．2．1复测基线
复测基线为两个不同时段所测的相同边的边长，复测基线长度较差d。≤2盯，《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB／T18314—2001)、《地质矿产勘查测量规范》(GB／T18341—2001)》指相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)。对于互差超限的，应重新检查基线的方差比值，对于方差比值较小的，特别是临界的要重新设置参数，重新解算，解算后仍然超限的，应在异步环和同步环中进一步做分析，以确定哪条基线含有粗差。研究区经检查，复测基线的不符值最大5．12ppm，最小0．64ppm，达到相关规范要求，能够满足地质勘查工程测量需要。
2．4．2．2同步环闭合差检核
《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB／T18314—2001)中对同步闭合环的要求为wx，Wy，Wz≤／5叮，《地质矿产勘查测量规范》(GB／T18341—2001)》中Wx，wy，wz≤√n／2盯。在一个同步环中的基线解算组合方案应相同，这样可以取得最小的闭合差，反之，则容易超限。对于达不到要求的，应在异立环中继续分析。研究区检验同步环C级1个，D级4个，E级14个，经检核实测值，Wx最大1．6mm，wy最大3．6ram(13=4)，Wz最大1．1m／／1，均达到相关规范要求，能够满足地质勘查工程测量需要。
2．4．2．3异步环闭合差检核
《地质矿产勘查测量规范》中对独立闭合环的要求为Wx，Wy，wz≤2√n盯，《全球定位系统(GPS)测量规范》Wx，Wy，Wz≤3√n盯，o为相应级别规定的精度。如异步环中是包含有同步环超限的基线，应重新审查该基线观测段的星历预报，检查卫星分布状况是否长时间近似成一直线运行，以及PDOP是否接近限值，然后回忆野外观i贝4时是否在不合理条件下强行观测；若无同步环超限的基线，则将环中基线置于别的异步环中观察残差，或复测基线，则可判断环中哪条基线可能含有粗差。研究区中检验异步环D级6个，E级19个，经检核实测值：wx最大18．3mm，Wy最大35．6mm(n=4)，Wz最大30．7mm，均达到相关规范要求，能够满足地质勘查工程测量需要。
2．5GPS网平差计算
在基线向量和各项质量检核符合要求后，在WGS84坐标系内进行三维无约束平差，在BJ54内进行二维约束平差J。无约束平差精度反映了GPS测量的真实质量，约束平差结果反映了控制网点转换精度。研究区中WGS一84坐标系基线平差56条，中误差最大21．9mm，最小0．5mm，平均1．97mm；相对精度最高1／3074万，最低I／II万，均高于1／2万。在WGS一84坐标系的椭球体上，进行了大地坐标平差，单位权中误差为0．076nl，大地高程内符合中误差最大为0．0167m。BJ54坐标系二维约束平差，使尺度、方向和平移都受到了约束，平差结果单位权中误差为0．001ITI。总之，GPS网平差计算后，C、D、E级GPS点点位中误差均小于5cm，边长相对精度均高于1／2万，符合相关规定，能够满足地质勘查工程测量需要。
2．6工程测量
利用GPS控制网成果，对研究区内14条1／1000地质剖面、槽探工程、工程点用全站仪极坐标法或南方RTK定测检核。地质剖面点位差AX=8mm、△Y=4mm、AH：42mm，方位最大较差为28”。地质勘探工程点和探槽的定’狈4，使用南方RTK就其附近的控制点做检核，G012：AX=一14mm、aY=一27mm、AH=7nlm；G017：△X=6mm、AY=一1mm、aH=21mm；G013：AX=3mm、△Y=一3mill、aH=6mm。从以上检查控制点的结果可以看出本次测量的精度可靠。
3结语
研究区GPS控制网布设成功应用说明，利用GPS进行c级控制网测量能够达到规范要求，技术方法可行，所建立的GPS控制网可以作为矿区内各种高精度测量的基准，也为同类提供了一定的借鉴意义。应注意的是：(1)针对不同的地质勘探工程，依据相应《规范》、《规程》制定最为合理的GPS控制网，既要保证质量，也要考虑缩短工天与减少费用。(2)布设GPS控制网时应做远景设计规划，避免重复工作。(3)由于山区高等级高程点较少，GPS控制网一定要有外检核，才能做最可靠的精度评定。
