单基站CORS在矿山测量中的精度分析及应用研究

刘 浩，孔维民，赵佳讯

（淮安市水利勘测设计研究院有限公司，江苏 淮安 223005）

由于当前社会科技急速发展，人民需求日益增高，GNSS技术也随之得到高速的研究，单基站系统（CORS）被各国大力开展应用。一个或多个GPS参考站被稳定连续的运行，再加上计算机的运算、数据的通信链接及互联网的运用，通过网络与其相关的任何服务项目包括观测结果、状态信息都能被准确的及时的带来给用户[1]。由此便建成了单基站CORS系统。目前在城市测量建设、建筑工程的规划、人口资源的调查等方面单基站CORS技术已经被广泛应用，最大程度上提高了采集基础空间地理信息数据的效率与准确性。

1 建立单基站CORS

1.1 组成结构

GPS基准站、数据中心、通信模块和流动站被紧密连接组成单基站CORS系统。GPS接收机、避雷针、天线、电源被科学组合组成GPS基准站；数据中心在具备系统控制功能的同时又具备处理数据功能，应用GPRS／CD－MA通信模块进行终端数据传输。

1.2 选择单基站的位置

流动站固定解的解算与基准站的公共卫星数的关系在基准站位置选择时应被首要考虑，视野开阔的地理环境、在高度角15°以上的视场周围没有障碍物为基准站架设位置的基本条件之一；排除存在强磁场的位置；大面积的水域会在很大程度上由于多路径效应抑制信号的传输。

1.3 精度分析

单基准站CORS系统的控制网被根据矿山的实际情况和已知控制点信息建立。SJ－39坐标系为平面坐标系统，以1985国家高程为基准确定高程系统。D级GPS网的要求被设为控制网的参考。在静态相对定位的模式的观测的过程中5台中海达V9三系统接收机被应用。四个D级GPS点，四个具有SJ－39坐标系下的C级点作为坐标转换的基础，一个单基准站CORS系统的基准站和十个内插检核点被充分科学的应用在控制网中。重复观测边、同步环闭合差和异步环闭合差检核数据被充分应用在解算静态数据的过程中；根据点位中误差、基线向量中误差和基线向量相对中误差统计情况使得控制网的外业观测质量被符合精度要求。

1.4 精度检核

单基站CORS系统准确性被进行测试是在单基站COPS系统被建成后的首要任务，测量过程中10个E级GPS已知点被选择，实时动态（RTK）方法被在测区内应用，将得到WGS－84坐标系下的坐标被转换为高斯平面坐标和大地高，被转换为SJ－39坐标系下的平面坐标和正常高，把在该点得到的结果与已知点结果进行衡量。

2 矿山测量的过程中单基准站CORS系统的应用

2.1 应用环境

在一条走向观测线、半条倾向观测线的基础下，19个控制点和130个监测点被在矿山测量的过程中应用设计。一个庄家位于工作面的设计停采线切眼西北侧东北侧，受到地下开采的负面影响，9个控制点和13个监测点被设计在该庄家，为使工作面开采对庄家的影响被有效实时的掌握，地表移动变形规律被快速研究，单基站CORS系统对监测点位进行放样和平面信息的采集的技术被广泛开展来代替传统全站仪和常规RTK测量。

2.2 监测点位放样

埋设大量的监测点在开采工作面上方的地表，是为了使开采工作在安全稳定的环境下开展，保证矿区工作人员及矿区建筑群的安全，地表移动变形规律被及时掌握。

为使预定目标被顺利达成，达到设计要求，监测点的放样极其重要。

2.3 对监测点位进行数据采集及精度分析

CORS－RTK移动终端采被应用在单基站CORS系统中，使得开采过程中可以获取地表移动监测数据，工作人员的生命安全可得以保障。每个监测点进行20次以上的测量，如在树下或拐角等观测条件不好的情况下，观测时间应被延长。在进行外业数据采集时，观测点的点位中误差较大是由于周围环境的影响。单基准站CORS系统中应用SPRINTER-145及CORS-RTK可使监测点测得的结果的精度符合矿山开采沉陷监测要求[2]。

3 单基站CORS系统在矿山测量中的应用

单基站CORS系统被建设完成后，在矿山开采沉陷监测的过程中将监测点位所采集的平面坐标与常规的RTK所采集的结果衡量，单基准站CORS系统在矿山测量中的应用如下。

（1）可以简单的资源和较低的建造费用在矿区建立单基准站CORS系统，以较快的速度建成。由于其构造简单，有利于日后工作中的维护，使得矿山开采沉陷监测中平面坐标采集的需求被满足。

（2）在矿区建造单基站CORS统，由于单基站CORS系统可对本地域进行高精度的点位放样监测，不仅可以获取地表移动监测数据，有效降低了劳动成本，提升了测量工作的准确性，使矿山测量得以安全有效的开展。同时在地形测绘等其他方面也可重复使用。

（3）单基准站CORS系统在矿山测量的工作中SPRINTER-145及CORS-RTK移动终端被同时使用，测量过程中10个E级GPS已知点被选择，实时动态（RTK）方法被在测区内应用，其所传输的数据稳定可靠，质量高。

（4）在静态相对定位的模式的观测的过程中5台中海达V9三系统接收机被应用。

4 结语

单基站CORS系统在矿山测量的精度分析中具有重要意义。有效降低了外业测量的劳动成本，使工作效率得到显著的提高。单基准站CORS系统被在矿山测量中广泛开展，提升了测量工作的准确性，使矿山测量得以安全有效的开展，具有很高实用价值。建立单基站CORS系统的定位测量结果与常规的CORS-RTK测量结果相比较，作业距离更远，作业精准度高，作业速度快。传统测量方法可被单基站CORS系统取代。但单基站CORS系统还不够完善，由于单基站CORS系统的测量精度会被通讯信号的效果影响，并且无法满足在高程方面地表移动变形监测的精度要求，在日后矿山测量过程中还需进一步研究完善。