袁軍民胡新峰

1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪隊，河南鄭州，450006

2.盧氏縣國土資源局，河南三門峽，472200

CORS系統(tǒng)在礦業(yè)權(quán)實地核查工作應用與分析

袁軍民*1胡新峰2

1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪隊，河南鄭州，450006

2.盧氏縣國土資源局，河南三門峽，472200

常規(guī)GPS測量受作業(yè)半徑限制或者地形條件影響很大，山區(qū)作業(yè)時表現(xiàn)尤其顯著，為解決這一問題不得不增加放站、設(shè)站次數(shù)，隨之而來，誤差增大，勞動強度增加，作業(yè)效率降低，通過CORS系統(tǒng)實地驗證分析，使用 CORS系統(tǒng)測量技術(shù)操作簡單、速度快、精度高，能大幅度提高生產(chǎn)效率，值得在礦業(yè)領(lǐng)域推廣應用。

網(wǎng)絡RTK CORS系統(tǒng) 常規(guī)GPS測量 礦權(quán)實地核查

隨著網(wǎng)絡 RTK技術(shù)應用的日益廣泛和不斷發(fā)展，全國各地都在建設(shè)各種用途的連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（簡稱CORS）。連續(xù)運行參考站系統(tǒng)與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比具有實時性強、精度高、覆蓋率廣、野外單機作業(yè)操作簡便等眾多優(yōu)點，成為測繪技術(shù)中的新寵。本文結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗介紹了網(wǎng)絡RTK技術(shù)在礦業(yè)權(quán)實地核查中的應用，供讀者參考。

1 網(wǎng)絡RTK技術(shù)

網(wǎng)絡RTK也叫多基站RTK，它是在一定區(qū)域內(nèi)建立多個坐標為已知的GPS基準站，對工作地區(qū)構(gòu)成覆蓋，并以這些基準站為基準，計算、發(fā)播相位觀測值誤差改正信息，對工作地區(qū)用戶實時播發(fā)改正的定位方式【1】。網(wǎng)絡 RTK 技術(shù)是CORS系統(tǒng)的典型應用，工作原理見圖 1【2】。CORS系統(tǒng)由基準站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)通信鏈路和用戶應部分組成【3】。一個基準站網(wǎng)可包含若干個基準站，每個基準上配備有雙頻全波長GNSS接收機、數(shù)據(jù)通訊設(shè)備和氣象儀器等。基準站的精確坐標一般可采用長時間GNSS靜態(tài)相對定位等方法確定?；鶞收綠NSS接收機按一定采樣率進行連續(xù)觀測，通過數(shù)據(jù)通訊鏈路實時將觀測數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心首先對各個站的數(shù)據(jù)進行預處理和質(zhì)量分析，然后對整個基準站網(wǎng)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一解算，實時估計出網(wǎng)內(nèi)的各種系統(tǒng)誤差的改正項（電離層、對流層和軌道誤差），建立誤差模型。用戶在觀測時會實時發(fā)出 GGA數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)發(fā)送的信息給流動站用戶發(fā)送誤差改正項和誤差模型，相當于在用戶旁邊生成了虛擬參考基準站，用戶根據(jù)自己的位置和相應的誤差模型計算出誤差改正數(shù)，獲得高精度的可靠的定位結(jié)果，解決了常規(guī)RTK測量作業(yè)半徑限制問題并提高了精度【4】。

圖1 網(wǎng)絡RTK工作原理圖Fig.1 Network RTK Principle figure

2 HNGICS系統(tǒng)簡介

HNGICS系統(tǒng)是河南省地礦局信息化建設(shè)的一部分，它是河南首次建設(shè)并覆蓋全省的地質(zhì)信息連續(xù)采集運行系統(tǒng)，由50個CORS基準站組成，基準站全部采用美國TRIMBLE NetR5接收機進行觀測，基線平均長度 70km，覆蓋全省及其周邊地區(qū)，實時提供高精度、高時空、高效率、高覆蓋率的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)綜合性信息服務。在 2009年河南省礦業(yè)權(quán)實地核查項目中發(fā)揮出巨大的作用，給全省的項目核查單位提高了工作效率和經(jīng)濟效益。

3 CORS系統(tǒng)在礦業(yè)權(quán)實地核查中的應用實例

3.1 工程概述

盧氏縣礦業(yè)權(quán)實地核查項目是河南省礦業(yè)權(quán)實地核查第二批任務中的一個項目，任務書編號YKH-044。項目起止時間2009年9月25日至2009年12月10日，工期76天。需要實地核查礦業(yè)權(quán)數(shù)164個，其中采礦權(quán)59個，探礦權(quán)111個。計劃實測控制點500個，露天放樣礦區(qū)拐點200個。核查金屬礦種包括金、銀、鉛鋅、鐵、鉬、錳，非金屬礦種包括石煤、石英、沙石、長石礦以及建筑石料用灰?guī)r。礦區(qū)分布在整個盧氏縣境內(nèi)，礦區(qū)面積累計達936.597km2。

項目地理位置位于河南省三門峽市盧氏縣，地形特征是礦區(qū)屬中、低山區(qū)，海拔高度為850～1290m，相對高差 100～440m，區(qū)內(nèi)最高山峰海拔1290m，山勢陡峻，地形切割強烈。工期緊，任務量大，礦區(qū)分散，礦與礦之間距一般在幾公里以上，再加上工作區(qū)域?qū)儆谏絽^(qū)，地形切割強烈，植被茂密，采用常規(guī)GPS測量在很短時間難以按期完成任務。對于實測一個獨立礦業(yè)權(quán)，我們采用CORS系統(tǒng)進行觀測要比常規(guī)GPS測量提高n倍工作效率。

3.2 CORS系統(tǒng)與常規(guī)GPS比較

3.2.1 CORS系統(tǒng)測量方法 CORS系統(tǒng)在實地不需要架設(shè)基站，只需在項目實施前 2～3d，安排人員實地找到符合要求5個公共點，使用三腳架在國家控制點上架設(shè)流動站，利用藍牙技術(shù)連接基站，通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，實測出相應控制點80坐標，實地按照觀測歷元數(shù)≥30個，2個測回觀測，每個測回 2次讀數(shù)，同一時段測回互差≤2cm，不同時段間互差≤4cm測量技術(shù)要求進行實測。利用程序軟件解求轉(zhuǎn)換參數(shù)，通過數(shù)據(jù)參數(shù)計算得到公共點殘差中誤差：mx=0.024，my=0.031。小于技術(shù)規(guī)定殘差0.1m，符合技術(shù)要求，即實現(xiàn)54坐標到80坐標之間的轉(zhuǎn)換，得出盧氏當?shù)貦E球間轉(zhuǎn)換四參數(shù)。本次盧氏縣共找到控制點5個，三等控制點4個、四等控制點1個。參數(shù)轉(zhuǎn)換過程如表1：

表1 54與80橢球間坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換表Table 1 Conversion table of ellipse reference frame between 54 and 80

3.2.2 常規(guī)RTK測量方法 需要在實地測區(qū)中央選擇一個有一定高度且視野開闊的的未知點上，架設(shè)基站和電臺，對中整平，輸入儀器高。將基準站和流動站同時開機連接，設(shè)置基準站和流動站類型。連接成功后將流動站分別架設(shè)在實地找到的國家控制點上進行觀測，測量狀態(tài)必須在固定狀態(tài)下進行，觀測時間30s，求出國家控制點的WGS84坐標，利用儀器內(nèi)的坐標轉(zhuǎn)換進行校正（以托普康FC-200為例）。校正參數(shù)見表2。

校正后通過對已知點的檢查，滿足規(guī)范要求后進行基礎(chǔ)控制測量和拐點放樣工作。

表2 利用TopSURV程序點校正計算表Table 2 Revising the counting table with topsurv program point

3.2.3 CORS系統(tǒng)與常規(guī)RTK測量技術(shù)精度比較（表3）本測區(qū)共檢查控制點4組，用CORS觀測點名帶jcd（檢查點簡寫）標志，未帶jcd標志為當?shù)氐刭|(zhì)勘查研究所采用常規(guī)GPS測量取得，二者平面相比較互差均在厘米級，其中互差最大為2.5cm，最小的0.1 cm，點位中誤差為1.4 cm。因此使用CORS系統(tǒng)能滿足礦業(yè)權(quán)實地核查規(guī)定的技術(shù)要求。

表3 CORS系統(tǒng)與常規(guī)RTK測量觀測值精度分析表Table 3 Observed value precision analysis table of CORS system and general RTK survey

3.3 CORS系統(tǒng)與常規(guī)GPS測量技術(shù)比較分析

CORS系統(tǒng)是通過全省基準站網(wǎng)靜態(tài)觀測整體平差處理后算出的結(jié)果，全省使用只有一個參數(shù)，測量的控制點之間不存在累計誤差，常規(guī) GPS受電臺信號傳輸距離影響較大，隔山或者基站距流動站距離太遠接收不到基站發(fā)送的電臺信號，進行放站、搬站，不僅增加工作時間和工作量，還增加放站、搬站誤差，先測量的控制點精度高，隨著放站次數(shù)越多，精度越低，誤差積累影響越大。因此，常規(guī) GPS測量求出參數(shù)有一定的區(qū)域性，所求的的參數(shù)僅適用于圈定的區(qū)域和臨近地區(qū)，外推精度明顯低于內(nèi)推精度。遇到測區(qū)面積比較大時，常規(guī)GPS測量首先選用GPS靜態(tài)測量，選點時，控制點點位分布均勻，地勢高且無障礙物阻擋，這樣做易于提高數(shù)據(jù)傳輸和擴大作業(yè)半徑。地勢越高，爬山的勞動強度越大，占用時間越長，將一個基準站運送到山頂，至少需要3～4人，所帶設(shè)備多而繁重，基準站所帶儀器包括：基準站天線、手簿、電臺、電瓶、兩個腳架。有的控制點架設(shè)儀器時一天不止一兩次，算下來20多人一天觀測不了3個時段。測區(qū)計劃完成300個控制點按每天觀測3個控制點推算，基礎(chǔ)控制測量需要100個工作日，等所有基準站觀測完畢后，才能通過 GPS數(shù)據(jù)處理軟件平差計算，得出控制點的平面坐標和高程。這樣耽誤了后面的地面測量和礦權(quán)調(diào)查工作，工期也無法保證。而使用CORS系統(tǒng)（同條件下）從測量到得出結(jié)果需要2～3min。1人操作儀器即可完成。不影響礦區(qū)內(nèi)其他測量及礦權(quán)調(diào)查工作。

3.4 CORS系統(tǒng)使用過程應注意的幾個方面：

CORS系統(tǒng)作為一項快速發(fā)展的測量技術(shù)也和其他測量方法一樣，測量時需要遵守一定的規(guī)則，才能得到可靠、精確的測量成果。因此，在實際生產(chǎn)過程中應注意以下幾個方面的問題。

(1)檢查接收機網(wǎng)絡參數(shù)，包括通訊參數(shù)、IP地址、端口、差分數(shù)據(jù)格式等。檢查合格后，正確連接網(wǎng)絡。

(2)一個測區(qū)要創(chuàng)建一個文件，作業(yè)前，根據(jù)任務要求設(shè)置測區(qū)參數(shù)，選擇坐標系統(tǒng)。

(3)電臺數(shù)據(jù)鏈延期不超過 3s，參與結(jié)算的衛(wèi)星數(shù)≥5顆，否則，儀器無固定解。初始化超過3min仍無固定解時，斷開通信鏈路，重啟衛(wèi)星接收機再次進行初始化操作。

(4)點測量時，要看測量狀態(tài)，必須在固定解狀態(tài)下進行測量，不然精度得不到保證。同時禁止在觀測其間開啟對講機、打電話以免影響觀測質(zhì)量。

(5)控制點觀測必須采用三腳架對中方式，儀器對中整平后，用鋼尺在不同方位量取儀器高三次，精確至毫米。同時在儀器高輸入時，檢查“天線類型”、“天線量取方式”、“天線高量取位置”根據(jù)自己所量的方式、位置進行正確輸入垂高或斜高。

(6)正確填寫網(wǎng)絡RTK野外觀測手簙，現(xiàn)場填寫，杜絕事后補充。

3.5 CORS系統(tǒng)的不足

在縣與縣或者地區(qū)與地區(qū)交界處會出現(xiàn)信號盲區(qū)，CORS系統(tǒng)無法正常使用。

4 結(jié)論

隨著我國信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和國民經(jīng)濟信息化的推進，CORS系統(tǒng)各項功能日臻完善，相信在不久將來，CORS系統(tǒng)技術(shù)運用會更加普及，廣泛應用社會各行各業(yè)，為國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展做出更大的貢獻。

1 劉經(jīng)南，劉暉. 連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)——城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施［J］. 武漢大學學報(信息科學版) ，2003， 28(3)

2 黃俊華，陳文森.連續(xù)衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)建設(shè)與應用［M］.北京.科學出版社，2009.1

3 毛黎虎，祝志榮.CORS衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)在杭州市水利測量中的應用［J］. 浙江水利水電?？茖W校學報，2009， 21(2)

4 丁俊杰，胡昌華.連續(xù)運行基準站系統(tǒng)CORS綜述［J］. 黃河規(guī)劃設(shè)計 ，2008，（4）

APPLICATION AND ANALYSIS OF CORS SYSTEM FOR ON -SITE INSPECTION OF MINING RIGHT

Yuan Junmin Hu Xinfeng
1.Mapping Team of Henan Geological and Mineral Exploration and Development Bureau, Zhengzhou,Henan, 450006,China
2.National Land and Resources Bureau of Lushi CountySanmenxia city, Henan Province ,Sanmenxia, Henan, 472200,China

The general GPS survey was affected by radius and landform conditions especially at the mountainous area,we always increase the times of putting and setting stations to solve these problems, but more problems are coming such as the increasing errors, labouring intension and reducing work efficiency. The paper found that it is more simple, faster and with higher precision for using CORS systerm to improve the production efficiency.

network RTK, CORS system,general gps survey, on -site inspection of mining right

P628.5

：A

：1006-5296（2010）04-0232-04

* 第一作者簡介：袁軍民（1976～），男，測量測繪專業(yè)，工程師

2010-06-25；改回日期：2010-07-13