GPS高程拟合在露天矿山测量中的应用.pdf

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1、第5期矿山测量No．52011年lO月MINESURVEYINGOct．2O11doi：10．3969／J．issn．1001—358X．2011．05．002GPS高程拟合在露天矿山测量中的应用赵占国，余建国，邱建龙，刘俊山，孟男，林书本(中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古满洲里021400．)摘要：文中提出均匀选择利用矿区原有水准控制点，并对之进行专门的GPS静态测量，从而建立矿区似大地水准面拟合模型的方法。再将RTK成果的大地高程转换成矿区正常高高程，达到充分利用RTK垂直定位精度，提高露天矿采剥工程量验收精度的目的。关键词：高程拟合；二次曲面模型；

2、高程异常；矿区；采剥工程量中图分类号：P228．4文献标识码：B文章编号：1001—358X(2011)05—0009—03测量可以建立区域似大地水准面精化模型，将1RTK定位精度及对采剥验收的意义WGS84大地高转换成我国法定的正常高系统，其转从RTK定位原理可知，RTK原始成果是相对于换等级及精度如表1。根据文献，建立城市级别的基站或校正点的精确位置，给出相对校正点的区域似大地水准面精化模型首先需要均匀布设高程WGS84大地坐标(L，B，H)。其平面定位精度：-I-(1异常控制点，对之完成GPSC级测量、国家三等水准em+1ppm)，垂直定位精度±(2em

3、+1ppm)。实践．测量和加密重力测量，并依据1：50000地形图或更表明，在空旷地区RTK测量精度能够达到或优于仪高精度的数字高程模型数据进行综合处理，如图1。器标称精度，这对于露天矿山采剥工程验收测量具高程异常控制点布设选点主要要求有：应均匀分布有非常重要的意义，它意味着在采场内任何时期任于似大地水准面精化区域，高程异常控制点分布应何地点的每一个测量点的高程精度可以达到2em，具有代表性，应顾及平原、丘陵与山地等不同地形类对于采场现状和相关的地形测量来说，仪器测量精别区域，点位在不同地形类别应占有一定比例，在可度对计量产生的误差完全可以忽略不计，因此能够能

4、条件下，对丘陵与山地等地形变化巨烈地区应适实现非常准确的采剥量计量。当增加点密度；必要时还要考虑地震和地质因素。2GPS大地高至正常高的转换正常高是我国法定大地测量高程系统，国家一二等水准点的正常高通过水准测量和沿水准路线上的重力测量得到，低等级水准点的高程通过联测高等级水准点得到。地面水准点沿铅垂线向下截取正常高值得到相应的点，将许多这样的点联成的一个图1似大地水准面计算流程连续曲面称为“似大地水准面”。因此地面点的正常图1中的融合技术有多项式曲面法、正交函数高也可定义为点沿铅垂线至似大地水准面间的距法、二次曲面法、多面函数法、平面法、加权平均法等离。地面点

5、的大地高定义为过该点的地球椭球法线拟合方法。当仅有GPS静态测量和水准测量成果到椭球表面的距离，正常高与大地高之间的关系为：时，即图1中的左侧路线，也可以单纯地应用二次曲H大=H常+(1)面拟合或其它方法建立小区域似大地水准面拟合模高程异常，是似大地水准面对椭球面的高程。型。二次曲面拟合方程为：似大地水准面与大地水准面极接近，它们之间0=A0+A。(一)+A2(Y—ro)+A3(一X0)相差甚微，在平均海水面上为零，在平原地区只有几+A(Y—ro)+A5(二0)(Y—ro)+(2)厘米，高原地区最大差异达3m。式中：，y0为参与高程拟合计算控制点坐标平当前通过

6、GPS静态测量、重力测量和精密水准均值；为该控制点高程异常，=H大一日常；A。、A。、9第5期矿山测量A、A，、A、为拟合系数；，y为高程异常控制点平与水准原点直接联测和提高常用校正点的精度。⑦面坐标。建成精确的满足露天矿山测量需求的小区域似大地使用该模型至少需要6个控制点，超过6个点水准面拟合模型。时采用最小二乘法原理进行间接平差计算，此时方实际布网图形和区域地形如图2，网中总点数程式左边数值0改写为该点的最优拟合残差。14个．其中网中水准点l3个，未知点1个，但K17未表l各级似大地水准面精度和分辩率用作高程控制点。另外，V18为水准原点，K17为日常校正

7、点，3306为CORS基站。布网地形因素分析：等=挚级z一"—平地———一似1大兀地郴水7K准面lHl分乍r辩排率霉、丘陵地山地、高山地一⋯一①本测区地形特征是相对平坦低缓的丘陵地区，地面最高与最低点高差150m，中部和东北部稍高。②高程拟合网控制点平均标高与测区平均标高非常接近，相差仅13131，但整体上东部点海拔较高。3建立小范围的矿区GPS高程拟合模型矿区测量基准有一定的相对独立性，首先矿区高程系统一般自附近国家等级水准点开始按三等或四等水准测量要求引测至矿区，在此基础上布设三等或四等或五等水准网，事实上形成一个相对独立的高程系统。按前述标准，建立区域似

8、大地水准面精化模型需要投入巨大的人力物