测地工作.doc

3.1 测地工作及质量评述
3.1.1 基础资料收集
(1) 资料收集
收集了测区的1：5万、1：20万地形图作为施工用图；收集了工区内的三角点作为野外作业的起始基准。
(2) 仪器装备
本测区施工投入3台套测地型WSG9600 GPS静态测量系统，静态观测时间大于60分钟。
所有投入的测量仪器，均通过了符合国家计量检定要求的质检单位检定。
(3) 平面坐标系统和高程系统
野外观测GPS采用WGS-84大地坐标系统，然后由计算程序换算成54大地坐标系统，再投影计算为高斯平面坐标,高程以三角点---大桥北山的高程为起算高程。本区为6度带，中央子午线为东经123°。坐标系统为北京1954年坐标系，高程采用1956年黄海高程系，各项参数见表-：

椭 球 参 数 表 表-
椭球名称
WGS-1984
Beijing-1954
长半轴
6378137
6378245
扁率α
1/298.257223563
1/298.3
第一偏心率e2
0.00669437999013
0.006693421622966
第二偏心率e’2
0.006739496742227
0.006738525414683
3.1.2 GPS施工方法与技术
(1) 中心站测量
根据《地质调查GPS测量规程》（DD2004-3）及实地踏勘情况，在工区内建立一个GPS中心站，中心站的点位选择达到以下要求：
为保证对卫星的连续跟踪和卫星信号的质量, 点位选在视野开阔，交通方便，便于安置GPS接收机，点位周围障碍物高度角小于15度。为减少各种电磁波对卫星信号的干扰, 点位远离无线电发射源,如大功率无线电发射设施,高压输电线等。避免或减少多路径效应的发生,测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物。
为便于作业和今后的应用,点位选在基础坚固且易于到达和便于保存的地方。
(2) 精度要求
GPS测量精度要求：
测量结果由计算程序求出中心站的大地坐标，测点观测精度采用如下公式进行精度求取：

① 平面点位中误差：ms=±
② 高程中误差：mh=±
以上公式中：
dx、dy：检查坐标与原测坐标的差值
dh：高程差
[]：求和符号
GPS测量精度按《物化探工程测量规范》（DZ/T0153—95）中1：50000比例尺扫面要求执行，面积性磁法工作点位中误差图上≤1.5mm、相邻点距相对中误差≤12.5%，剖面工作点位中误差图上≤1.0mm、相邻点距相对中误差≤12.5%。测点高程按《地面高精度磁测技术规程》（DZ/T0071-93）和设计要求,要求高程误差≤41.6m。
3.1.3 施工质量
(1) 中心站GPS观测资料
GPS中心站(红旗林场)联测于06月25日1天分1个观测时段，采用2台GPS接收机分别在国家大地点腰店北山和佳罗头气山同步72分钟观测。
GPS中心站(安格林)联测于06月28日1天分1个观测时段，采用1台GPS接收机在国家大地点佳罗头气山同步69分钟观测。
基线精度指标良好，解算后中心站的坐标成果足以满足本工区重磁勘探的要求。
已知三角点坐标：
已知三角点北京54坐标 表3-2
点名
X
Y（21）
56高(m)
腰店北山
5722784.31
330752.25
1113.1
佳罗头气山
5710953.89
334124.26
1210.8

三参数转换后的已知三角点WGS-84坐标:
已知三角点WGS-84坐标 表3-3

点名
纬度
经度
大地高(m)
腰店北山
51°36'32.899"N
120°33'24.184"E

佳罗头气山
51°30'14.054"N
120°36'39.339"E

自引点中心站坐标：
自引点中心站北京54坐标 表3-4
点名
X
Y（21）
56高(m)
红旗林场
5702912.9
312960.7
583.0
安格林
5710808.8
343701.1
685.6

(2) 测点观测资料
测点观测资料，由SOUTH公司随机软件进行解算，求得测点WGS—84大地坐标。
(3) WGS—84大地坐标转换
WGS—84大地坐标转换，采用莫洛金斯基公式。大地坐标投影转换成平面坐标，从WGS-84系到北京54系的坐标转换参数采用三参数作为本工区的坐标转换参数，见表7。
(4) 测点观测
物探测网采用手持式GPS卫星定位仪布设，在使用前先将手持GPS置于三角控制点及中心站上，利用已知控制点的数据求出设置参数，其次在1:5万地形图上量取测点理论坐标，将理论坐标输入到GPS里，以手持式GPS卫星定位仪导航至测点，测定X、Y坐标和高程，将定位数据存入GPS中，并在测点位置以小红旗为标记。
整个工作过程中要求保留全部GPS航迹定位信息，每天将GPS与便携式计算机连接，把存储的测点坐标文件、GPS航迹信息输入计算机中，作为测点坐标成果和质量监控的依据。
为了提高手持式GPS卫星定位仪在本区测定高程的精度，我们对工区每条测线选取一个的测点进行了后差分动态测量，读取的高程与手持式GPS卫星定位仪测定的高程对比，最大误差为35.6米,平均误差为10.3米,并以差值对每条线的高程进行改正。
坐标转换及投影参数表 表3-5
原坐标系
WGS-1984
目的坐标系
Beijing-1954
坐标转换方式
三参数
ΔX
13.5
ΔY
-126.5
ΔZ
-42.7
投影名称
高斯-克吕格6度带
中央子午线经度
123°00′E
原点纬度
0°00′N
中央子午线投影比例
1.000
假东
500000m
假北
0.0m
(5) 资料整理及精度评述
整个工作过程中要求保留全部GPS航迹定位信息，每天将GPS与便携式计算机连接，把存储的测点坐标文件、GPS航迹信息输入计算机中，作为测点坐标成果和质量监控的依据。
到9月23日野外工作结束时，完成测量点11892个，检查点838个，质检率3.2%。点位中误差Ms=±2.3m，高程中误差Mh=±8.7m。此次物理点观测精度均优于设计精度平面Ms=±75m，高程中误差Mh=±50m的要求。

3.1 物化探测地工作方法及技术要求
3.1.1 基础资料收集
收集了测区的1：5万、1：20万地形图作为施工用图；收集了工区内的三角点作为野外作业的起始基准。
3.1.2 仪器装备
本测区施工投入3台套测地型WSG9600 GPS静态测量系统，静态观测时间大于60分钟。
所有投入的测量仪器，均通过了符合国家计量检定要求的质检单位检定。
3.1.3 平面坐标系统和高程系统
野外观测GPS采用WGS-84大地坐标系统，然后由计算程序换算成54大地坐标系统，再投影计算为高斯平面坐标。本区为6度带，中央子午线为东经123°。坐标系统为北京1954年坐标系，高程采用1956年黄海高程系，各项参数见表-：

椭 球 参 数 表 表-
椭球名称
WGS-1984
Beijing-1954
长半轴
6378137
6378245
扁率α
1/298.257223563
1/298.3
第一偏心率e2
0.00669437999013
0.006693421622966
第二偏心率e’2
0.006739496742227
0.006738525414683
3.2 GPS施工方法与技术
GPS施工分加密控制测量和测点定位作业。
3.2.1 加密控制测量的精度及主要技术指标
本区设计加密控制测量的精度级别为一级
各级GPS加密控制测量主要技术指标见表1
表1 GPS加密控制测量主要技术指标
级别
相邻点间平均距(km)
附合路线或异步环的边数
基线最弱边相对中误差
固定误差a (mm)
比例系数b
1× 10—6
三维坐标中误差(m)
平面
高程
一级
15
≤10
1／20000
≤10
≤15
0.10
0.10
二级
5
≤10
1／10000
≤15
420
0.10
0.20
注1：各级相邻点间最小距离一般不应小于平均距离的1/3，最大距离一般不应超过平均距离的3倍，在满足表1三维坐标精度要求的前提下，相邻点间的最小或最大距离的要求，可以适当的放宽，但不应小于1/5和超过5倍。
注2：特殊工种加密控制还可在二级网精度下适当放宽。
注3：当边长小于200m时，边长中误差不应大于20mm。
各级GPS控制网相邻点间弦长精度应按下式计算：
(1)
式中： σ—标准差，mm；
a—固定误差，mm；
b—比例误差系数，1×10—6；
d—相邻点间的距离，km。
3.2.2 测点定位的精度及主要技术指标
设计本区测点定位的精度分级为Ⅰ级
各级测点定位测量主要技术指标见表2。
表2 GPS测点定位测量主要技术指标
等 级
三维定位中误差(m)
平 面
高 程
Ⅰ 级
1.0
0.2
Ⅱ 级
5.0
1.0
Ⅲ 级
15.0
5.0
3.2.3 加密控制测量
GPS网布设根据需要可采用三角网、单三角形、附合导线网、星型网等多种形式进行布设。各级GPS网附合路线或异步闭合环的边数应按照表1的规定执行。
3.2.4 GPS测点定位方法技术
测点定位作业的基本技术要求应符合表6规定。
表6
项 目
等
级
观

测
方
法

Ⅰ 级
Ⅱ 级
Ⅲ 级
卫星高度角(°)
快速静态定位
差分GPS定位
单点定位
≥15
≥10
≥10
有效观测卫星数
快速静态定位
差分GPS定位
单点定位

≥5
≥5
≥5
≥5
≥4
≥5
≥5
≥4
时段长度(min)
快速静态定位
差分GPS定位
单点定位

≥15
≥5

≥10
≥3
≥5
≥2
≥5
数据采样间隔(s)
快速静态定位
差分GPS定位
5～30
1～30
5～30
1～30
5～30
1～30
几何图形强度因子(PDOP)
≤6
≤8
≤10
注1：表中快速静态定位测量方法中包括短时间静态定位测量。
注2：差分GPS定位测量中包括实时差分与事后差分定位测量。
GPS测点定位作业方法：
测点定位采用实时载波相位差分GPS测量：
一般采用两台或两台以上测地型双频GPS接收机进行观测，一台设在事先布设好的基准站上连续观测GPS卫星，其它设在待测点上，同步观测相同GPS卫星，按照规定的作业基本要求，采集载波相位观测值。基准站采集的载波相位观测值与所在已知点信息进行比较，计算出差分改正值，通过数据链(通讯链)传输到流动站，精化改正其GPS观测值，流动站从而实时地获取差分改正后的三维坐标。
a．基准站设置与要求
测区内所有等级控制点及加密控制点均可作为基准站。若需自建基准站，其点位仍应按加密控制点精度要求予以施测。
基准站尽量设在具有对天通视的开阔地带，要求基准点周围360°视野范围内，至少应有高度角不大于15°的对空视域。交通方便。有利于设站和数据通讯链发射信息。
基准站周围，应无大面积水域、大型建筑物等GPS信号反射物、避免或减少多路径效应；应无高压线、电视台、无线电发射站、微波站等干扰源，以防止数据通信链丢失信息。
B、测点定位作业流程如下：
(1)输入有关参数，包括三维坐标转换参数(或者输入基准站WGS—84坐标系坐标)及当地坐标系的椭球参数、长半轴和扁率、中央子午线经度、测区西南角与东北角的概略经纬度。
(2)根据需要输入事先设计的测点二维坐标或所在测线位置。
(3)流动站在基准站有效控制半径为15～20km的范围内依次导航到达测点设计位置。首先在起始点上初始化(单频机3～5min，双频机1～2min)，完成后迁站至待测点大约1min，即可解算出三维坐标。当实时显示定位误差符合要求后，方可迁站。若迁站过程中卫星失锁，要求在前一测点上重新进行初始化后再迁站。
(4)内业数据处理，将外业采集的数据及计算成果下载到计算机内，采用随机软件统一整理、生成数据文件(包括各项中间精度指标和测点位置等图形文件)。作业精度可达厘米级。
测点质量检查要求2～3％，质检结果要求满足《物化探工程测量规范》（DZ/T0153—95）中规定的“激电面积性、化探点位中误差（图上1.25mm）、相邻点距相对中误差12.5％”、“典型剖面图上1.0mm）、相邻点距相对中误差12.5％”。
物化探测地工作执行规范为《地质调查GPS测量规程》（中国地质调查局工作标准DD2004-3）及《物化探工程测量规范》（DZ/T0153—95）。