基于單基站CORS的礦區(qū)測量技術(shù)探討

摘 要：本文基于筆者多年從事工程測量的相關(guān)工作經(jīng)驗，以單基站CORS在工程程測量中的應(yīng)用為研究對象，結(jié)合南方單基站的系統(tǒng)組成、系統(tǒng)設(shè)置及測量實踐對其應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的剖析，全文是筆者長期實踐教學(xué)基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：單基站 CORS 礦區(qū) 測量 教學(xué)

中圖分類號：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0047-02

隨著GPS技術(shù)的日臻成熟和通信技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前在我國已有不少區(qū)域和城市已經(jīng)建立了多基站連續(xù)運行GPS基準(zhǔn)站系統(tǒng)（簡稱CORS），CORS系統(tǒng)可以提供全天候?qū)崟r服務(wù)。但由于受經(jīng)濟(jì)條件和自然條件的限制，部分地區(qū)或城市在短時間內(nèi)還無法建立CORS系統(tǒng)，甚至由于CORS系統(tǒng)獨立運行而難以享受相應(yīng)的便捷服務(wù)。單基站連續(xù)運行GPS基準(zhǔn)站系統(tǒng)（簡稱單基站CORS）布局靈活、結(jié)構(gòu)簡單、即用即建、投資較少，并且易于維護(hù)和管理，不僅可獨立使用，而且可以隨時升級并網(wǎng)為多基站連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)系統(tǒng)。本文結(jié)合在鄂西某礦區(qū)建立的南方單基站CORS系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行剖析。基站選址在某山頂?shù)墓潭ㄋ喽丈稀?/p>

1 南方單基站CORS系統(tǒng)組成

單基站CORS系統(tǒng)，由GPS基站、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、電源系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)等主要單元組成，類似于一加一或一加N的RTK，只不過基準(zhǔn)站由一個連續(xù)運行的參考站代替；參考站上有系統(tǒng)控制軟件實時監(jiān)控衛(wèi)星的狀態(tài)，存儲和發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，同時參考站的服務(wù)器通過GPRS網(wǎng)絡(luò)提供流動站的差分服務(wù)和用戶管理。

2 一級GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取

在礦區(qū)外圍使用城市坐標(biāo)系四等GPS控制點4個，由8臺套雙頻GPS接收機(jī)將城市坐標(biāo)系與礦區(qū)獨立坐標(biāo)系進(jìn)行聯(lián)測。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時，將單基站的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)一起參與網(wǎng)平差，獲取了礦區(qū)控制網(wǎng)點在城市坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，以及包含單基站在內(nèi)的礦區(qū)網(wǎng)點在WGS84坐標(biāo)系下的無約束平差成果。依據(jù)全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程的要求，控制網(wǎng)最弱點點位中誤差和最弱邊相對中誤差均達(dá)到了城市一級GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)。

3 南方單基站CORS系統(tǒng)設(shè)置

3.1 基準(zhǔn)站BASE TRANS設(shè)置

打開南方單基站CORS傳輸軟件，進(jìn)入基站傳輸設(shè)置選項，設(shè)置輸入端的COM口、波特率；輸出端的IP地址和端口。儀器設(shè)置串號為基站編號，按照CORS單基站主機(jī)數(shù)據(jù)傳輸采集程序BASETRANS顯示的編號輸入，高度截止角、天線高、時區(qū)等皆為默認(rèn)設(shè)置。進(jìn)入其他設(shè)置選項，可對點位更新間隔，軟件啟動后是否自動傳輸，數(shù)據(jù)時候回發(fā)等進(jìn)行設(shè)置，默認(rèn)設(shè)置為點位更新間隔3秒。

3.2 服務(wù)器程序EAGLE設(shè)置

進(jìn)入服務(wù)器設(shè)置選項，設(shè)置本機(jī)局域網(wǎng)IP和監(jiān)聽端口，其余的設(shè)置均為默認(rèn)設(shè)置。在用戶管理界面，添加一新用戶，用戶名xxx，密碼123，可用分鐘1000，截止日期x月x日。所有設(shè)置完成以后點擊“詳細(xì)情況”查看基準(zhǔn)站和移動站的相關(guān)信息。

3.3 工程之星2.0設(shè)置

將開通GPRS業(yè)務(wù)的手機(jī)SIM卡插入靈銳S86移動站接收機(jī)內(nèi)，啟動接收機(jī)，設(shè)置為移動站工作模式，數(shù)據(jù)鏈設(shè)置為GPRS網(wǎng)絡(luò)，差分格式RTCA，記錄數(shù)據(jù)；在工作模塊中設(shè)置GPRS網(wǎng)絡(luò)模塊。啟動手薄，打開手簿工程之星2.0軟件如圖1。

在儀器連接設(shè)置中選擇CF藍(lán)牙，設(shè)置輸入端口，檢查藍(lán)牙是否連接上；新建一個工程，使用向?qū)Х绞?，工程名設(shè)置為當(dāng)天日期，橢球、中央子午線、坐標(biāo)加常數(shù)及投影面等設(shè)置與城市坐標(biāo)系一致，選擇不啟用四參數(shù)和七參數(shù)。移動站設(shè)置解算精度水平默認(rèn)設(shè)置為high（窄帶解），差分?jǐn)?shù)據(jù)格式和移動站的差分?jǐn)?shù)據(jù)格式都默認(rèn)RTCA；Network設(shè)置為VRS，其余皆為默認(rèn)設(shè)置即可。其他設(shè)置有，在存儲設(shè)置中選擇一般設(shè)置，衛(wèi)星限制中高度截止角設(shè)置為15°，移動站天線高設(shè)置為桿高2 m，時區(qū)設(shè)置默認(rèn)為8。儀器設(shè)置：選擇動態(tài)模式。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置：配置“連接方式”為“GPRS”模式，“模式”為“SOUTH”。

如圖2設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接，填寫基站串號和基站主機(jī)使用的服務(wù)器IP地址和端口。填寫完后點擊“設(shè)置”，然后點擊連接，連接成功，則移動站接收機(jī)成功接收到差分信號。

4 礦區(qū)CORS測量試驗

方案一：基準(zhǔn)站7075坐標(biāo)設(shè)置為GPS接收機(jī)偽距單點定位獲取的大地經(jīng)緯度與大地高；用礦區(qū)網(wǎng)外圍分布均勻的靜態(tài)城市一級GPS網(wǎng)點求取WGS84到城市坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換四參數(shù)，用實習(xí)基地的JL點進(jìn)行檢核；檢核點JL動態(tài)測量坐標(biāo)與靜態(tài)GPS測量坐標(biāo)差值比較如下：

△X=0.021 m，△Y=0.008 m，△H= 0.002 m；轉(zhuǎn)換參數(shù)有效可用。

方案二：基準(zhǔn)站7075坐標(biāo)設(shè)置為礦區(qū)GPS靜態(tài)測量所獲得的WGS84坐標(biāo)。其余操作步驟與外業(yè)施測皆與第一方案相同。用JL點檢核，△X=0.012 m，△Y=0.011 m，△H=0.003 m，檢核后轉(zhuǎn)換參數(shù)可用。

分別采用兩套不同的方案獲得的轉(zhuǎn)換參數(shù)，對礦區(qū)GPS網(wǎng)中的靜態(tài)測量點逐一進(jìn)行CORS模式的RTK測量，實時保存各點測量數(shù)據(jù)。兩套方案的成果與礦區(qū)靜態(tài)GPS網(wǎng)坐標(biāo)比較如表1，分別統(tǒng)計了兩套方案在平面x、y方向的中誤差，見表1最后一行。

從表1可以看出，南方CORS測量兩套方案獲得的礦區(qū)控制點坐標(biāo)與靜態(tài)GPS一級控制網(wǎng)點坐標(biāo)差值的中誤差，平面x、y方向均在2.5 cm之內(nèi)；這一精度能夠滿足測繪及相關(guān)專業(yè)的導(dǎo)線測量、圖根控制和大比例尺數(shù)字化測圖的精度要求。

5 結(jié)論

文章對南方單基站CORS的功能、組成及設(shè)置進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，對礦區(qū)原有GPS控制點進(jìn)行動態(tài)測量檢核，坐標(biāo)軸方向的偏差中誤差都在2.5 cm內(nèi)。滿足礦區(qū)工程測量的精度需要。

礦區(qū)GPS控制網(wǎng)點破壞比較嚴(yán)重，導(dǎo)致數(shù)量偏少，使用南方單基站CORS系統(tǒng)可以有效的對礦區(qū)實習(xí)基地控制網(wǎng)重新改造。并為利用南方單站CORS系統(tǒng)的施測單位提供有價值的參考信息。

參考文獻(xiàn)

[1]索俊鋒.CORS測量技術(shù)研究[J].礦區(qū)測量，2008（5）.

[2]薛豐昌，趙顯富.RTK測量技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（3）.