现代测绘基准在矿业权实地核查中的应用＊

王瑞红，赵 娜

（河北省地矿局石家庄综合地质大队，河北 石家庄050000）

0 引 言

目前的测绘基准体系存在一定的问题，主要表现在［1］：控制点的平面坐标成果与高程成果分离，不便于测绘生产使用；高程成果受地面沉降等因素影响，现势性较差，精度无法保证；高精度的卫星定位成果与低精度的高程成果精度不匹配等。这些问题给包括矿业权实地核查在内的测绘工作带来了一定的难度。为此，全国各地纷纷开展包括高精度GPS控制网、精密水准网、似大地水准面精化和连续运行卫星定位服务系统（CORS）的现代测绘基准建设工作［1－4］。

矿业权实地核查的主要目的是对矿业权（不包括石油、天然气、煤层气，下同）现状进行实地核查，核查矿业权人勘查、开采的范围，摸清矿业权分布现状，纠正核查中发现的问题，逐步更新探矿权、采矿权登记数据库，使矿业权管理水平有较大的提升［5］。在某县矿业权实地核查工作中，需要核查矿业权数98处，其中采矿权40处，探矿权58处。该项目时间紧、任务重、要求高，按照传统测量方法很难按时完成。现代测绘基准在本次矿业权实地核查工作中发挥了重要作用。

1 现代测绘基准在矿业权核查中的应用

1.1 连续运行卫星定位服务系统（CORS）

《全国矿业权实地核查总体实施方案》规定，在划定测区的基础上，采用GPS做首级控制测量，向每个矿业权引入2～3个控制点，矿业权分布比较密集时，可共用一组控制点。可根据已知点情况，用GPS接收机或全站仪在保证精度的情况下确定控制点坐标。控制点精度要求：点位中误差为±0.10m，高程中误差±0.10m.目前CORS测量精度均已达到厘米级，通过延长观测时间及数据后处理等方法得到的精度更高，完全可以满足矿业权实地核查控制点精度要求。使用CORS进行控制点测量，极大地提高了工作效率。矿业权实地核查工作中引入的控制点，即为该次核查工作提供了基础控制点，又为矿政监管和矿业权人在实际工作中所使用。

对经过实地核查无误的露天采矿权，按照转换后的拐点坐标进行实地放样测量，确定开采范围，并埋设界址桩；对于探矿权，主要实测重型勘查工程的平面位置与分布，包括钻孔、探坑、探洞、浅井、探槽等；对于露天采矿权，主要测量露天开采的工作面位置和采场的分布。

在该县矿业权实地核查工作中，共布设控制点160个，测量矿区地形图29处，完成矿区拐点放样192点。使用CORS可以直接完成以上测量工作，解决了全站仪矿区测量通视困难的问题，避免了全站仪测量的累积误差，提高测量精度的同时节省了大量的人力物力。

1.2 似大地水准面精化成果

《全国矿业权实地核查总体实施方案》规定矿业权控制点高程中误差要求±0.10m，高程应由国家水准点采用水准测量方法导入。具有CQG2000似大地水准面模型的测区，可用GPS数据进行大地水准面精化。

由于该地区已经完成似大地水准面精化工作，且内符合精度达到±1.6cm.可以根据公式（1）计算GPS点的水准高［6］。

式中：HGPS为GPS测量所得大地高；hlevel为水准高；ξgra为似大地水准面模型的高程异常，可以通过内插方法求得。

1.3 高精度GPS控制网

矿业权实地核查要求成果的平面基准为1980西安坐标系，高程基准为1985国家高程基准，因此需要将原来各矿业权的1954年北京坐标系、矿区独立坐标系成果统一转换到1980西安坐标系上。因此，坐标转换是矿业权核查的重要工作之一。由于济南市建立了高精度GPS控制网，选用16个高精度重合点采用Bursa七参数模型确定1980西安坐标系、1954年北京坐标系之间的坐标转换参数［7］

式中：εx、εy、εz分别为x、y、z方向的旋转角；dx、dy、dz分别为x、y、z方向的平移量；m为尺度变化参数。

已知三个控制点对（同时具有54坐标及80坐标）代入式（2）即可求得式（2）中的七个未知参数。在实际应用中，应该增加控制点对，使用部分未参与计算的控制点对对求得的转换参数进行检核，计算转换参数的精度。

2 精度检核

2.1 CORS控制点精度

在矿业权实地核查测量时测量32个C、D、E级GPS点进行检核，检核结果如表1所示。

表1 CORS精度检核表

在检核点中，点位较差最为大4.6cm，最小为0.66cm，点位较差小于2cm的占62%。视GPS点坐标为真值，根据中误差计算公式

计算得到平面中误差为±2.16cm.

2.2 CORS高程检核

矿业权实地核查控制点高程使用CORS高程，通过似大地水准面精化成果转换为水准高。使用12个已知点进行检核，高程较差均小于6cm，其中8点较差小于3cm，该方法得到的水准高完全可以达到厘米级，满足《全国矿业权实地核查总体实施方案》要求。

2.3 坐标转换精度

由于采用C级GPS点求取转换参数，故精度较高，残差较小。使用未参与计算的公共点进行检核，检核点较差均小于2cm，满足转换要求。

3 结 论

1）由于历史原因，矿业权资料坐标系混乱，这给矿业权的管理工作带来了极大的不便。通过现代测绘基准统一将矿业权资料转换为1980西安坐标系，并求得了1980西安坐标系与2000坐标系之间的转换参数，为以后矿业权成果统一转换为2000坐标系打下了基础。

2）使用CORS可以直接布设矿区控制点、矿区地形图测量及矿业权拐点放样工作，打破了传统分级布网、层层控制的测量模式，既保证了精度又节省了人力物力。

3）GPS测量得到该点的大地高，利用该地区似大地水准面精化成果内插得到该点的高程异常，从而计算得到该点的水准高。这样充分利用了高精度的GPS测量成果，省去了繁琐费时的几何水准测量，且可以达到四等水准精度。

［1］ 肖建华，王厚之，李江卫，等.武汉市现代测绘基准体系建设［J］.城市勘测，2007（6）：11－14.

［2］ 李 峰.太原市现代测绘基准的建立方法与实现［J］.测绘通报，2010（8）：18－20.

［3］ 曹学礼，张旭东，金颂伟，等.宁波市现代测绘基准体系的构建［J］.城市勘测，2008（2）：6－9.

［4］ 刘曦灿，牛守明，刘成宝，等.济南市现代测绘基准体系建设［J］.城市勘测，2009（1）：11－13.

［5］ 国土资源部矿产开发司.全国矿业权实地核查工作指南与技术要求［S］.北京：中国大地出版社，2008.

［6］ 张全德，郭春喜，王 斌，等.华北地区似大地水准面精化［J］.测绘通报，2007（7）：13－15.

［7］ 赵克江.矿业权实地核查成果图件编制技术探讨［J］.测绘通报，2010（1）：64－67.