JSCORS在魚(yú)山—團(tuán)山北麓地質(zhì)環(huán)境整治中的應(yīng)用

王宇波 郇恒春 梁連柱

摘要：在魚(yú)山-團(tuán)山北麓地質(zhì)環(huán)境整治中使用JSCORS系統(tǒng)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行測(cè)量，對(duì)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的描述，并得出一些結(jié)論供以后工作參考。

關(guān)鍵詞：JSCORS 露采礦山 地質(zhì)環(huán)境整治

1 引言

根據(jù)國(guó)家礦山地質(zhì)環(huán)境治理相關(guān)文件精神，地方國(guó)土資源管理部門(mén)擬對(duì)魚(yú)山-團(tuán)山廢棄礦山進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境治理，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓δ芤?guī)劃，治理廢棄礦山，防止水土流失，保持山體及采坑的穩(wěn)定，改善生態(tài)環(huán)境資源，再造青山綠水，使土地資源得到綜合利用，達(dá)到人與自然的和諧統(tǒng)一。

項(xiàng)目整治需要進(jìn)行地形圖測(cè)量和其它的施工測(cè)量工作。測(cè)量工作采用了基于JSCORSDE網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)與全站儀相結(jié)合的測(cè)量方法，收到了不錯(cuò)的效果，高效完成了測(cè)量任務(wù)。

2 網(wǎng)絡(luò)RTK 簡(jiǎn)介

RTK是GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法（Real Time Kinematic）的簡(jiǎn)稱(chēng)。常規(guī)RTK是一種基于單參考站、載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)。作業(yè)范圍一般在參考站周?chē)?5km以?xún)?nèi)，作業(yè)成本大，操作繁瑣。隨著人們對(duì)定位精度和作業(yè)效率要求的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為了目前GNSS高精度動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的一個(gè)典型代表。而集GNSS數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通訊等技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的CORS技術(shù)，給現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了新的突破。

CORS為Continuously Operating Reference Stations的英文縮寫(xiě)，意為“連續(xù)運(yùn)行參考站”。是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，在一個(gè)城市或一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)，根據(jù)需求按一定距離間隔，建立常年連續(xù)運(yùn)行的若干個(gè)固定GNSS參考站組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。江蘇省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位參考站綜合服務(wù)系統(tǒng)（JSCORS）于2006年12月建成并投入試運(yùn)行。系統(tǒng)包括62個(gè)參考站，覆蓋整個(gè)江蘇省。其應(yīng)用綜述如下：

1）建立江蘇省動(dòng)態(tài)的連續(xù)的坐標(biāo)參考框架，同時(shí)結(jié)合全省精化似大地水準(zhǔn)面成果，向測(cè)繪及相關(guān)應(yīng)用提供高精度的、連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的、三位的空間坐標(biāo)參考框架。

2）利用Internet向全省用戶(hù)提供參考站觀測(cè)數(shù)據(jù)下載服務(wù)，實(shí)現(xiàn)事后精密相對(duì)定位。

3）利用GPRS或CDMA等通訊方式，向全省用戶(hù)提供實(shí)時(shí)厘米級(jí)定位服務(wù)。

4）建立覆蓋全省的精確導(dǎo)航的網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展米級(jí)、亞米級(jí)的導(dǎo)航定位服務(wù)。

5）通過(guò)參考站原始觀測(cè)數(shù)據(jù)下載服務(wù)，向氣象等相關(guān)部門(mén)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，可用于氣象預(yù)報(bào)等相關(guān)需求。

6）與相關(guān)高等院校、科研院所合作，開(kāi)展應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。

3 測(cè)量工作的實(shí)施

3.1 測(cè)區(qū)基本概況

測(cè)區(qū)屬徐州市銅山縣張集鎮(zhèn)，位于徐州市東部約23km。附近連霍高速公路、淮徐高速公路呈“十”字型縱橫貫通本區(qū)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路四通八達(dá)。交通運(yùn)輸十分便利，地理位置非常優(yōu)越。

測(cè)區(qū)地貌由淮陰山脈的低山丘陵和廢黃河沖積平原組成。主要為低山丘陵和廢黃河沖積平原。測(cè)區(qū)山體由鷹山、魚(yú)山、團(tuán)山及老回山為主體組成了一個(gè)條帶狀。測(cè)區(qū)現(xiàn)狀呈陡墻式開(kāi)采殘留斷面，最大高差近40m，平均高差在15-20m左右，地形復(fù)雜，破碎嚴(yán)重，地勢(shì)較險(xiǎn)。

3.2 測(cè)量設(shè)備

測(cè)量外業(yè)采用兩臺(tái)GPS接收機(jī)和1臺(tái)全站儀。GPS接收機(jī)具備網(wǎng)絡(luò)RTK接收模塊，且具有JSCORS的數(shù)據(jù)接收準(zhǔn)入賬戶(hù)。

3.3 控制測(cè)量

利用測(cè)區(qū)周邊已有的國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)，二個(gè)國(guó)家二等水準(zhǔn)點(diǎn)、四個(gè)國(guó)家三等水準(zhǔn)點(diǎn)。據(jù)此在測(cè)區(qū)使用RTK布設(shè)九個(gè)GPS點(diǎn)，用RTK在其中五個(gè)已知控制點(diǎn)上測(cè)量，根據(jù)五個(gè)已知控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行七參數(shù)轉(zhuǎn)換。然后用經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后的成果對(duì)第六個(gè)已知控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果和該點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)比如下表：

X Y Z

實(shí)際坐標(biāo) 3788696.648 39535110.542 39.163

測(cè)得坐標(biāo) 3788696.642 39535110.539 39.153

由上表可以看出通過(guò)七參數(shù)轉(zhuǎn)換得到的坐標(biāo)，無(wú)論是平面精度還是高程精度均相當(dāng)高，精度完全滿(mǎn)足E 級(jí)GPS控制網(wǎng)的有關(guān)技術(shù)要求。

3.4 地形圖測(cè)量

由于礦山地質(zhì)環(huán)境的需要，采坑頂部和底部都得測(cè)量。采坑頂?shù)赘卟畋容^大，采坑一般都是入口狹窄，內(nèi)部大的口袋狀。測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)GPS RTK（JSCORS）在測(cè)量坑底時(shí)收到衛(wèi)星數(shù)基本不大于6顆，很難達(dá)到固定解。使用RTK（1+1）也非常困難。所以我們先用RTK（JSCORS）在每個(gè)采坑地形較為開(kāi)闊的采坑口布設(shè)供測(cè)圖控制點(diǎn)2個(gè)。在整治區(qū)北部地勢(shì)較為平緩的地帶中間位置布設(shè)測(cè)圖控制點(diǎn)1個(gè)。

4 通過(guò)這次測(cè)圖工作得到的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1） GPS RTK 測(cè)量要轉(zhuǎn)換WGS-84坐標(biāo)到西安80坐標(biāo)系，在地形起伏較大，高差大的測(cè)區(qū)高程擬合使用曲面擬合比使用固定差改正更能準(zhǔn)確的測(cè)得高程，而且需要注意的是曲面擬合如能使用5個(gè)以上的控制點(diǎn)則效果比較好。

2） RTK（1+1）基準(zhǔn)站的架設(shè)地點(diǎn)找地勢(shì)較高，地形開(kāi)闊沒(méi)有遮擋物的地方，還要遠(yuǎn)離高壓輸電線以及移動(dòng)信號(hào)塔，基準(zhǔn)站要嚴(yán)格對(duì)中整平。

3） RTK在采坑底部測(cè)量時(shí)很難達(dá)到固定解，即使收到固定解測(cè)出來(lái)的坑底線和用全站儀復(fù)測(cè)的坑底線相比也明顯不夠準(zhǔn)確，說(shuō)明在地物遮擋屏蔽厲害的地方，用全站儀測(cè)量的效率和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要明顯的優(yōu)于RTK。而采坑頂部較高使用RTK即可快速準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)。在采坑頂?shù)識(shí)TK和全站儀的結(jié)合能更快更好的完成測(cè)圖任務(wù)。

4） GPS已越來(lái)越多地運(yùn)用到國(guó)土資源管理工作中，礦山地形地質(zhì)測(cè)量工作僅是其中一部分，還應(yīng)用于地形測(cè)圖中的控制測(cè)量、地藉和房地產(chǎn)控制測(cè)量、界址點(diǎn)點(diǎn)位測(cè)量等，GPS RTK技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。本測(cè)區(qū)采用RTK技術(shù)代替常規(guī)的四等水準(zhǔn)測(cè)量，我們用常規(guī)的四等水準(zhǔn)測(cè)量方法觀測(cè)了5個(gè)點(diǎn)的高程，見(jiàn)下表：

A B C D E

RTK測(cè)得高程 102.251 108.883 118.328 103.380 96.510

四等水準(zhǔn)測(cè)得高程 102.236 108.875 118.303 103.415 96.479

結(jié)果是高程差值最大的為-3.5cm，最小為0.6cm，高程差值中誤差為±2.5cm。如果四等水準(zhǔn)網(wǎng)高程中誤差取±2.0cm，RTK高程測(cè)量的中誤差采用其預(yù)設(shè)精度±2.0cm，則利用誤差傳播定律可以得到高程較差理論中誤差為±2.7cm，高程較差允許誤差為±5.4cm。由此可見(jiàn)求得的高程較差允許誤差和高程較差中誤差都符合規(guī)范要求。

由此及相關(guān)資料表明，只要有效控制RTK技術(shù)的各種誤差對(duì)定位精度的影響，采用RTK技術(shù)可代替常規(guī)導(dǎo)線測(cè)量和常規(guī)水準(zhǔn)測(cè)量。利用RTK測(cè)量技術(shù)，不受天氣、地形、通視條件等的嚴(yán)格限制，與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比既省時(shí)省力工作效率又大大提高，這將極大的提高測(cè)繪生產(chǎn)單位的外業(yè)作業(yè)效率。

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