广西大厂矿田车河区二等水准测量控制网的建立

黄彬 刘振承



广西大厂矿田车河区二等水准测量控制网的建立

黄彬 刘振承

(广西二一五地质队有限公司 广西柳州 545006)

此次测量所使用仪器为Dini03数字水准仪，通过对广西大厂矿田车河区二等水准测量控制网的成果进行分析,结果表明:通过高程拟合方式获得的E级GPS控制网的高程能达到四等水准精度，故广西大厂矿田E级GPS控制网拟合高程精度可靠，满足工程测量要求。

数字水准仪 二等水准 控制网 高程拟合

1 引言

由于大厂矿田在五六十年代所建的控制网已基本遭到严重的破坏，已无法满足矿山基础测量工作的要求，为配合国家新一轮大规模找矿的需求，在矿区内先后建立了首级D级控制网和加密E级控制网，所有未知控制点的高程都是通过高程拟合的方式求解，为了检核拟合高程的精确度，本单位使用了美国天宝的Dini03数字水准仪引测水准，采用闭合水准线路测量，经内业平差后与拟合高程进行对比分析,精度满足矿山测量需求。

2 工程概况

大厂矿田控制网二等水准测量项目布设成环线，由广西南丹县车河镇八步屯1113号点往测，沿着河池－南丹二级公路往北行进，沿途经过八步村庄、车河镇工业园区、灰岭村等，测至E06号点后返测回1113号点，全长约20 km。地势总体起伏大，属于山区地貌。环线内二级公路道路狭窄、交通比较拥挤车来人往，加上现正值夏季多雨水，给测量工作带来一定的困难，给测绘人员的安全带来了一定的隐患。根据已知的水准原点、设计文件以及《测绘技术设计规定》,确定最佳的水准网和水准线路进行布设。测区控制网的布设使水准点基点按照不大于2 km设置一个的规则进行设置，沿线布设水准基点12个。

选水准线路时，尽量沿坡度较小的公路、大路进行，避开土质松软的地段，尽量避免通过大的河流和湖泊等障碍物；选点时点位地基坚实稳定、安静僻静，便于长期保存和观测。水准点位选好后，做好点位标记，绘制点之记及相应的水准线路图。用L1表示水准路线名称，Z表示水准路线间歇点，“xx”表示数字编号，编号顺序由西向东。

3 水准测量程序

将水准尺立于已知高程的水准点上作为后视，水准仪置于施测路线附近合适位置，在施测路线的前进方向上取仪器至后视大致相等的距离放置尺垫，在尺垫上竖立水准尺作为前视。观测员将仪器用圆水准器粗平后瞄准后视标尺，用微倾螺旋将水准管气泡居中，用中丝读后视读数至毫米。调转望远镜瞄准前视标尺，再次将水准管气泡居中，用中丝读前视读数至毫米。记录员根据观测员的读数在手簿中记录相应数字，并立即计算高差。此为第一站的全部工作。

第一站结束后，记录员通知标尺员向前转移，并将仪器迁至第二测站。此时，第一测站的前视点成为第二测站的后视点。依第一测站相同的工作程序进行第二测站的工作。依次沿水准路线方向施测直至全部路线观测完为止。

4 外业水准观测

(1) 观测方式

本测段全长约20 km，共计分为12个区段，采用单路线往返观测，一条路线的往返测必须使用同一类型仪器和转点尺承，沿同一路线进行，同一观测段的往返测分别在上午或下午仪器成像清晰稳定时进行。

每一测段的观测采用后-前-前-后的观测方法进行。观测前先将仪器放置在测量环境中半小时，观测过程中水准尺必须用尺撑稳定并使上下两个气泡居中，方可施测，选择地面坚固沉降小的地方并踩实尺垫，严禁在未完成观测时擅自移动尺垫。

(2) 测站设置

测站视线长度、前后视距差及视线高度符合表1要求:

表1

等级仪器型号视线长度(m)前后视距差(m)任一区段前后视距差累计(m)视线高度(下丝读数)(m) 二等天宝DiNi03电子水准仪≤50≤1.0≤3.0≥0.3

(3) 限差要求

往返高差不符值、闭合环差和检测高差较差的限差不超过表2：

表2

等级测段、区段、路线往返测高差不符值(mm)符合线路闭合差(mm)环闭合差(mm)检测已测测段高差之差(mm) 二等4446

K-测段、区段或线路长度，km L-闭合线路长度，km

F-环线长度，km R-检测测段长度，km

5 内业平差计算

外业观测结束后，立即进行每公里水准测量偶然误差计算、全中误差计算和符合线路闭合差计算，外业高差和概略高程差的编算，计算外业高差和概略高程差时，加入相应的高差改正值。

（1）偶然中误差应按下式估算：

式中：

（2）经内业闭合差计算及各项改正的计算后水准线路各个间歇点的水准高程，计算过程中首先按公式：HAB= Σ a - Σ b求出各个测段高差，然后各测段改正数再按本测段与总线路长成正比的关系进行改正，平差结果如表3：

表3：平差计算表

6 结果分析

本次二等水准测量全长共19.74 km，共计分为12个区段，采用单路线往返观测，闭合线路闭合差为16.7mm，限差允许值为17.77mm，符合限差,达到二等水准测量精度要求。经平差计算后，得出E级控制网中控制点E06的水准高程为452.496m，而控制点E06通过多项式曲面拟合法中的二次曲面拟合法得到的高程为452.461m，两值相差为△=3.5cm；依据《国家三四等水准测量规范》GBT12898-2009可知，该控制网三等水准测量（山地地区）限差为：±15=4.71cm；四等水准测量（山地地区）限差为：±25=7.85cm(L为闭合环线路长)，通过对比得出△=3.5cm均优于三四等水准测量（山地地区）限差要求。故广西大厂矿田E级控制网拟合高程精度可靠，满足工程测量要求。

7 结束语

本次测量的水准路线有些测段地势落差较大，但在测量过程中严格按照二等水准测量的限差技术规范来操作，使得每一个测段的往返高差不符值均能在限差范围内，最终使得整条水准线路的误差能满足允许限差以内，经过对比分析：合理地选取已知水准点作为起算数据，经平差拟合后是可以获得较高精度的高程，为矿山工程测量提供可靠的高程数据。

[l] 梁振英，董鸿闻，姬恒炼.精密水准测量的理论和实践[M].北京：测绘出版社，2004.

[2] 国家测绘局标准化研究所，国家测绘局第一大地测量队，国家测绘局测量数据中心.GB/T 12879-2006国家一、二等水准测量规范[S]．北京：中国标准出版社，2006

[3] 缑晓阳.GPS拟合高程精度分析及应用[J].科协论坛，2009（8）：84-85

[4] 姚吉利，褚丽丽，于志路.GPS水准面拟合方法研究[J].测绘工程，2005，14（4）：23-26.

[5] 刘基余, 李征航. 全球定位系统原理及其应用[M].北京：测绘出1995.120-180.

[6] 施一民.工程GPS控制网平差转换的要点与模型［J］测绘通报2003（4）

[7] 刘经南，陈俊勇等:广域差分GPS原理和方法[M]，北京:测绘出版社，1999

[8] 于红波,刘惠明.GPS水准拟合的若干问题研究[J].矿山测量,2009,(1):63-66.

[9] 李秀海,韩冰.基于多面函数模型的GPS高程拟合精度分析[J].测绘与空间地理信息,2010,33(1):12-13.

[10] 刘念,胡荣明.拟合推估在GPS高程解算中的应用[J].测绘通报,2001,(7):29-31.