基于CORS的露天矿山测量研究

摘 要：连续运行卫星定位系统（CORS）具有操作简便、覆盖范围广、精度高、能实时获取三维坐标等优点，为露天矿山的工程控制测量、地形测量、边坡稳定测量提供新的测量手段。通过介绍CORS的基本原理，总结了CORS在露天矿山测量中的应用。

关键词：CORS;露天矿;山测量 VRS

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.080

1 引言

露天矿山由于地表变化较剧烈，控制点破坏严重;且在开采过程中存在较多粉尘，造成观测视野不佳，给常规全站仪测量工作带来诸多不便。随着全球定位系统（GPS）的迅速发展，RTK技术的不断成熟，大大提高了测绘工作的效率和成果的可靠性。但常规RTK依靠UHF电台将基准站的差分信号发送给移动台，随着作业半径的增大，测量精度和可靠性也在迅速降低，且缺乏数据完整性的监控，电源供给只能依靠充电电池，为了克服常规RTK技术的缺陷，连续运行卫星定位系统（continuous operational reference systerm，CORS）应运而生，其网络RTK技术不仅能较好的解决常规RTK中所存在的远距离信号传输问题、信号稳定性问题、测量成果精度可靠性问题，而且能解决常规全站仪测量中观测视野不佳和通视性问题。该技术正在逐步取代常规单基站RTK和全站仪，在露天矿山测量中起着越来越重要的作用。

2 CORS系统原理与组成

2.1 CORS原理

CORS是在一个较大范围内均匀布设多个永久性连续运行的参考站，各参考站按照设定的采样频率进行24小时不间断观测，通过光纤、网络等数据通讯系统将观测的实时数据发送给控制中心，控制中心综合各站的观测值，误差修正值，推算出总的误差改正模型，然后向用户实时播发改正后的数据。用户无需再建立基站，只需要一台接收机即可得到高精度、可靠的三维坐标数据。

2.2 CORS组成

CORS系统的组成由参考站、数据处理控制中心、数据传输与发播系统和用户四部分构成。各系统通过通讯系统相互连接，形成局部区域GPS差分系统（LADGPS）。

（1）参考站子系统是CORS系统的基准点，相当于传统测量的控制点，其个数视区域大小而定，两基准站之间的距离为20～80km。参考站24小时不间断对GPS信号进行采集、记录、传输。主要设备应包括不间断电源、接收机、防雷系统、通讯系统和解算软件等。

（2）数据处理控制中心。一个区域CORS系统只建一个数据处理控制中心。数据处理控制中心根据各GPS参考站的观测值，计算区域电离层、对流程、卫星轨道等误差，并实时将各参考站的观测值减去其误差改正，在结合移动站的概略坐标计算出在移动站附近的虚拟参考站的相位差分改正（VRS），实时地传输至数据传输与发播系统。数据处理控制中心也可提供计算精密星历、坐标系高程转换等服务。

（3）数据传输与发播系统。数据传输与发播系统实时接收数据处理控制中心的相位差分改正，并实时的通过FM、GSM、CDMA、Internet等方式，供各移动站接收使用。

（4）用户。用户按照应用精度可分为厘米级用户、亚米级用户、米级用户等。各用户通过移动站的卫星天线接收GPS数据和通讯模块接收差分信号，从而计算出用户所在的位置的三维坐标。

3 CORS在露天矿山的应用

3.1 绘制大比例尺地形图

露天矿区由于开采等原因，矿区内地形地貌变化较快，为了能给职能部门提供准确的信息，对矿区地形图的现势性要求较高。传统的全站仪测量需要建立控制网，然后进行碎布测量，工作量大且效率低，花费较多的人力物力。用CORS系统进行测量，跑到即测到，甚至可以设定固定距离或固定时间进行自动采集，大大降低了测图难度，而且还能保证精度。

3.2 方量计算

为了了解矿山开采情况，需要对矿山的开采资源量，剩余资源量进行方量测量，防止矿山超能力生产和超限越界生产。

3.3 边坡稳定性监测

露天矿山一般为台阶式开采，由于不规范开采，导致矿山部分台阶超出规定高度，出现高陡边坡，存在崩塌、滑坡等安全隐患，因此必须对边坡进行测量。

利用CORS技术测出矿区范围内的地形图，特别是高陡边坡处数据尽可能的详实，将数据传输到计算机建模软件Micromine中进行模拟分析，较传统测量模式，其测量速度快，数据精度高，而且分析更方便。

4 结论

随着GPS技术与现代信息技术集成，CORS技术将会逐步取代传统的光学测量和全站仪测量，在露天矿山的矿区控制测量、大比例尺地形图测绘、边坡稳定性监测、方量计算等方面起着越来越重要的作用。

参考文献：

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[2]党红寇，李德明，张伟.CORS技术在矿山测量中的应用[J].淮海工学院学报;自然科学版，2011（20）：32-33.

[3]徐绍全，张华海，杨志强，王泽民等.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉大学出版社，2008.

作者简介：武志伟（1985-），男，湖南郴州人，助教，主要从事：工程测量，GPS技术的教学和科研。