CORS技术在矿区测量中的应用

摘要：随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统已成为城市GPS应用的发展热点之一。文中通过具体的工程实例，详细地阐述了CORS技术的应用，充分展现CORS技术测点精度高、作业范围广以及测量速度快等特点。

关键词：CORSRTK矿区测量

随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展，特别最近几年，RTK技术已完全成熟，大大提高了测绘成果的精度，实用性和高效性。但RTK也存在其自身的使用限制：用于是单基站作业模式。测量的精度和可靠性随着作业半径的增大而降低。CORS很好的解决了长距离、大规模的厘米级高精度实时定位的问题，CORS在测量中扩大了覆盖范围、降低了作业成本、提高了定位精度和减少了用户定位的初始化时间，尤其是CORS系统内网络RTK测量功能的实现改变了传统测量作业模式，较大的提高了测绘工作的效率。在矿山测绘中得到越来越多的应用，正逐步取代传统单基站RTK技术。

1、CORS的工作原理

CORS是在一个较大的区域内均匀的布设多个永久性的连续运行GPS参考站，构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时的将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个数据进行统一解算，实时估算出网内的各种系统误差改正项(电离层、对流层、卫星轨道误差)获得本区域的误差改正模型。然后向用户实时发送GPS改正数据，用户只需要一台GPS接收机，便可实时或事后得到高精度的可靠的定位结果。

CORS目前主要的几种网络RTK技术有虚拟参考站(VRS)技术、主辅站技术(i-MAX)、区域改正参数(FKP)技术和综合误差内插法技术等。

2、CORS技术在工程中的应用

2.1 工程概况

某工程地理位置比较优越，矿产资源比较丰富，开发利用条件较好，已经发现的主要矿种有铁、锰、锑、金、煤、石膏、水泥灰岩、玻璃用石英砂岩、含钾页岩、水泥粘土等。近两年国家实施矿山储量动态监测政策，定期对各矿山企业的矿产资源储量进行监测，随时掌握资源开采情况和储量减少情况，防止企业盲目投资开采、预防企业越界开采、破坏资源恶性开采。同时，为矿山管理部门提供准确的采矿(探矿)许可证的范围、拐点坐标、面积；还为矿山管理部门办理矿山采矿权的登记、延续、变更提供重要依据。

测区属于丘陵地区，有村村通路网相连，交通较为方便。测区平均海拔+300m，东西宽约26km，南北长约60km，控制面积约1560km。矿山企业布局零散，周围地形地物经常被破坏，采用常规测量方法实测难度比较大。因此采用GPS全球定位仪，利用CORS技术进行工程测量。

2.2控制测量

为了获取统一的国家坐标，同时满足各个矿区不同建设的需要，在测区内建立统一的控制网。该控制网由6个部级C级控制点和30个未知点构成，和不同矿区的控制点进行联测，以便提供不同坐标系统下的坐标成果。采用6台套中海达 V8双频GPS对所有控制点进行观测，按照GPSD级观测要求进行实测。每一时段固定两台仪器，移动四台，逐步向前推进。对整个控制网进行全面观测。

基线解算采用随机商用软件HDS2003数据处理软件，按自动方式解算。表征基线可靠性与精度的异步环闭合差如表1。

由表1可见，闭合差均在限差以内，构网基线内部结构是可靠的。

网平差采用随机商用软件HDS2003数据处理软件完成，解算包括项目属性确定(中央子午线、坐标系统选择、投影方式)、基线处理(剔除超限的观测值、删除信号差的观测数据)、网平差处理(WGS—84坐标系下无约束自由网平差、设定起算数据、进行二维约束平差和高程拟合)，最后按标准格式提供各种成果资料以及统计各项精度指标。

在WGS—84坐标系下的无约束自由网平差情况可反映出GPS网的内部附和精度。三维无约束平差边长相对精度列于表2。

三维无约束平差坐标中误差(相对于起算点而言)列于表3。

由表2和表3可见，点位精度分布符合正态规律，GPS网内部精度是较高的。其中最大高度中误差为1.1cm，该点位于控制网的最北端，其精度满足《地质矿产勘查测量规范》规范规定。

由于本控制区位于111中央子午线两侧，且东西最远距离中央子午线小于40km，所以中央子午线对长度的影响很小。为了提高GPS控制网经度，二维网平差以六个GPSC级控制点作为起算数据，已知点均匀分布，有利于提高精度。二维平差点位精度统计于表4。

二维平差边长相对精度统计于表5。

最弱边相对精度7.60ppm(1／131600)，优于《地质矿产勘查测量规范》D级网最弱边相对精度1／45000万的标准。

综上统计数据表明，对本控制网内部符合精度及二维平差后的成果精度均能达到或优于技术设计要求。

2.3矿区现状测量

矿山开采现状测量是储量动态检测工作的第一步，为矿山储量动态检测及矿山管理工作提供第一手资料。根据规范要求，结合现有技术设备和作业能力，采用CORS技术来完成矿区现状测量工作。

本次工作利用湖南省测绘科技研究所建立的湖南省地质信息连续采集系统(简称HNGICS)CORS基站信号，该CORS系统以美国GPS卫星为主，兼顾俄罗斯的GLONAS卫星，采用虚拟参考站(VRS)技术网络模式进行工作。由93个基准站网点组成，全省基准站平均间距53km，控制网覆盖湖南全省。平面精度优于2.5cm，高程精度优于5.0cm。工程测量采用中海达 V8双频GPS接收机作客户端，应用控制点成果，建立符合矿山的地方转换参数(或工地校正)。通过对附近控制点的测量比较，其精度优于规范对工程点精度要求。

2.4动用储量计算

利用野外测绘的矿山开采现状图，结合实地调查资料，在图上准确标定地质界线，划分地质块段线。结合矿山最近一次储量备案的相关资料，研究本阶段内矿山生产情况，同时估算矿山阶段性储量变动情况。依据矿山生产规模，以及市场经营状况，规划下一阶段矿山生产位置和生产规模，为矿山管理工作提供科学的依据。通过多年的检测工作，发现CORS技术的出现可以高精度并快速地测定工程点的坐标，打破了传统单基站RKT作业模式下基准站控制范围的局限。结合数字化制图软件的应用，能够比较准确地反映出矿山的变化情况，大大地提高了工作效率，减少劳动强度。

3、结语

CORS是目前国内乃至全世界GPS的最新技术和发展趋势，欧美及日本已经建立起完整的系统，国内也进人了蓬勃发展的阶段。CORS的出现将使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体，结束了以前GPS作业单打独斗的局面。其主要优势体现在：基础控制点距离远，点位少，更有利于保存；在整个CORS网内，作业精度较高，不存在不同等级控制点间精度的影响；打破传统RTK信号受基准站信号的局限，作业范围广；CORS网覆盖下作业区内工作，减少传统RTK基准站转站工作，提高工作效率；作业人员直接用流动站便可以高精度地快速地测定工程点的坐标，利用测图软件可以在野外一次测绘制成电子地图，实现内外业一体化作业。

参考文献

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