CORS技术在矿山测量中的应用探究

2015-03-31张建伟戴光绪

地球 2015年10期

关键词：差分基准矿区

■张建伟戴光绪

（山东黄金集团赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司内蒙古赤峰 024005）

CORS技术在矿山测量中的应用探究

■张建伟戴光绪

（山东黄金集团赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司内蒙古赤峰 024005）

矿山测量是矿产勘探建设与管理的重要工作，其传统作业一般采用GPS控制与常规仪器配合或GPS RTK测量的工作模式，由于控制点布设工作量大、流动站与基准点距离受限制等因素，造成矿山测量效率普遍不高；本文提出基于连续运行CORS系统，优化传统矿山测量模式，提高测绘精度和作业效率。

矿山测量CORS全天候网络RTK

矿山测量是在矿山建设和采矿过程中，为规划设计、勘探建设、生产和运营管理所进行的测绘工作。其矿区地面测量，因受诸多条件制约，测绘精度比较差、作业效率相对低；本文引入CORS多基准站网络差分定位，突破站间距离和通视条件限制，优化了矿山测量的工作机制。

1 GNSS差分定位技术概述

1.1 传统RTK动态定位

传统RTK（Real Time Kinematic）是通过数据链（电台方式），由基准站实时将其载波观测量、站点坐标等传送至流动站，然后根据卫星与基准站载波相位信息，进行差分观测定位。当间距在30km内（双频终端）时，差分精度可达厘米级，但随基准站间距的增大，电离层与对流层残差加大，测量误差随之增大。

1.2 多基站网络RTK定位

多基准站网络RTK突破传统RTK中关于间距长度的限制，通过在某一区域内（如省级CORS）建立若干个（n≥3）连续运行GNSS基准站，形成区域性的无缝网络覆盖，并采用若干个基准站的共同观测数据，联合解算星历和参考模型，最大限度消除电离层、对流层对测量精度的影响，然后利用现代数字通讯技术，通过无线网络(GSM/CDMA/GPRS)，发播GNSS定位改正信息，对区域内的流动站进行实时载波相位或伪距差分改正，实现高精定位的效果。

多基准站网络RTK与传统RTK的区别在于：（1）无需假设临时基准站，在信号覆盖范围内，单台移动设备开机即可进行数据采集、差分作业，及时优化基准站点差分信息选取，区域内实现无缝GNSS测量；（2）数据传输效率大大提高，多基准站网络RTK，采用现代数据网络进行信息传输，与传统RTK相比，克服了基准站差分信息播发受距离、电源供给等影响的弊端，扩大了测绘半径；（3）统一坐标框架与测绘精度，多基站网络RTK为区域内提供统一、可维持的坐标基准框架，同时基准站网间通过数据处理中心对电离层、对流层等的统一建模和数据内插，保证了定位测量的精度。

2 CORS技术工作原理

连续运行卫星定位服务综合系统（CORS）是基于多基准站RTK技术发展形成的定位服务系统，一个完整的CORS系统由参考基准站网子系统、数据监管控制子系统、数据处理中心子系统、数据通信子系统和用户应用子系统组成；主要有虚拟参考站技术(VRS)、主副站技术（i-max）、区域改正参数技术(FKP)三种工作模式，例如虚拟参考站技术（VRS）模式下，参考站网覆盖区内的移动站先将所在地概略坐标通过数据通讯网络发送至数据处理中心，然后数据处理中心根据移动站的概略坐标，优化选择附近的基准站网信息，虚拟出一个新的参考站点，并将该虚拟站点经综合内插的星历误差、电离层和对流层误差等参考修正信息，采用RTCA/CMR作为标准数据格式，由数据通信网络传输到流动站终端，从使得流动站可以在CORS系统覆盖区域内任一位置，获取全天候、高精度、统一基准框架的定位信息。

3 CORS技术在矿山测量中的应用

利用CORS定位技术，在优化传统作业模式，提高矿山测量的工作效率和精准度方面，对企业的经济效益和社会效益具有重要意义，具体如下：

（1）矿区大比例尺地形图测绘。较之传统RTK作业，在CORS网络覆盖范围内，可实时、快速的采集大比例尺地形地物要素数据，不必因为基准点与移动站间距离的变化，而不停的重复假设临时RTK基准站，只需移动站开机即可进行数据采集工作，实现了矿区测绘的高精无缝作业。

（2）开采区岩层与地表移动测量。当矿区开采影响达到地表后，受采动影响的地表会发生一定的下沉现象，在采空区上方大片区域形成地表移动盆地，此时可采用CORS系统在采空区影响范围内及周边，尤其是重要建筑物上，布设一定数量的地表移动观测点，按照控制测量的方法，也结合传统光学方法监测，根据监测点位三维位移的变化，精确测量下沉值W，并推定地表曲率Kn和水平移动U的变化。

（3）地质勘探与矿区施工放样。矿区地质勘探钻孔定位与施工建设阶段的建筑放线工作，可采用CORS技术快捷高效的进行野外定点测绘，既免除了传统RTK架设基准站和误差精度不统一的弊端，又避免了全站仪、经纬仪等光学测量仪器在定向间距长、通视条件差的不利因素，受卫星信号和数据通讯盲区的影响，在少数地方也可将CORS定位技术与全站仪等常规仪器进行联合作业，分别利用各自性能优势，在卫星信号接收条件不良的地方施测。