基于CORS技術(shù)在地質(zhì)測繪工作中的應(yīng)用

劉細(xì)賤

摘要：在目前的社會(huì)發(fā)展中，地質(zhì)測量工作的重要性越來越明顯，已成為各個(gè)行業(yè)工作生產(chǎn)中最為關(guān)注的部分.在傳統(tǒng)的地質(zhì)測量工作中，通常都是采用常規(guī)的GPS-RTK結(jié)合傳統(tǒng)的測量技術(shù)，但是這種測量方式的應(yīng)用中存在著明顯的缺陷與不足.因此，在目前的社會(huì)生產(chǎn)中，以CORS技術(shù)為基礎(chǔ)的地質(zhì)測量工作逐步得到了人們的關(guān)注與重視。CORS的建立給測繪工作提供了基準(zhǔn)，使不同勘測單位和不同的行業(yè)中存在的坐標(biāo)差異問題得到了解決。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)測量；CORS技術(shù)；應(yīng)用

1、CORS系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

CORS系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)主要分為五個(gè)部分，依次是：

一是基準(zhǔn)站網(wǎng)，組成基礎(chǔ)是范圍內(nèi)均勻分布的基準(zhǔn)站，主要用來收集GPS衛(wèi)星觀測到的數(shù)據(jù)，并輸送到數(shù)據(jù)處理中心，以提供良好的系統(tǒng)監(jiān)測服務(wù)。

二是數(shù)據(jù)處理中心，它是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，是用來接收和處理基準(zhǔn)站網(wǎng)的檢測數(shù)據(jù)，同時(shí)組成特定格式的數(shù)據(jù)文件，發(fā)送至用戶。該中心是CORS的核心單元，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位關(guān)鍵因素所在。數(shù)據(jù)處理中心24小時(shí)不間斷地依據(jù)基準(zhǔn)站收集的實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)來進(jìn)行整體建模解算，并自動(dòng)生成一個(gè)虛擬參考站，經(jīng)過已有數(shù)據(jù)通信網(wǎng)以及無線數(shù)據(jù)播發(fā)網(wǎng)給需要測量和導(dǎo)航的用戶提供載波相位差分修正信息，同時(shí)解算出流動(dòng)站的精確點(diǎn)位。

三是UTS系統(tǒng)，主要是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸對文件或者數(shù)據(jù)庫通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及FTP進(jìn)行發(fā)布，可以廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)傳輸以及信息備份等領(lǐng)域，各基準(zhǔn)站收集的數(shù)據(jù)通過光纖專線傳輸?shù)奖O(jiān)控分析中心。

四是定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)，主要對定向用戶發(fā)送定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)分別用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或者互聯(lián)網(wǎng)以及UHF電臺(tái)等多種方式。

五是用戶應(yīng)用系統(tǒng)，主要有用戶信息接收系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)型RTK定位系統(tǒng)、事后和快速精密定位系統(tǒng)、自主式導(dǎo)航系統(tǒng)等，根據(jù)應(yīng)用的精度差異，又可分為毫米級用戶系統(tǒng)，厘米級用戶系統(tǒng)，分米級用戶系統(tǒng)，米級用戶系統(tǒng)等。

2、系統(tǒng)功能介紹與優(yōu)勢分析

與傳統(tǒng)的單純的RTK技術(shù)相比，CORS系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢，它不僅可以擴(kuò)大工作范圍的有效性還可以提供連續(xù)的基站，提高工作效率。三是該系統(tǒng)具有比較完備的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)誤差和周跳，使差分作業(yè)具有更高的可靠性。

3、CORS技術(shù)在地質(zhì)測量中的應(yīng)用

CORS技術(shù)是GPS定位系統(tǒng)的升級版，不僅被廣泛應(yīng)用于CNSS領(lǐng)域，日常生活中也經(jīng)常用GPS來定位，它在城市測量中的地位尤其明顯。

3.1、CORS的基本工作原理

CORS實(shí)現(xiàn)了了多元化服務(wù)模式，被廣泛用于各行各業(yè)與空間的定位工作中。CORS是在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)均勻的布設(shè)多個(gè)永久性的接連運(yùn)轉(zhuǎn)GPS參考站，構(gòu)成一個(gè)參考站網(wǎng)，各參考站按設(shè)定的采樣率接連觀測，經(jīng)過數(shù)據(jù)通信體系實(shí)時(shí)的將觀測數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)控制中心，系統(tǒng)控制中心首先對各個(gè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和質(zhì)量分析，然后對整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一解算，實(shí)時(shí)估算出網(wǎng)內(nèi)的各種體系差錯(cuò)改正項(xiàng)（電離層、對流層、衛(wèi)星軌跡差錯(cuò)）獲得本區(qū)域的差錯(cuò)改正模型，然后向用戶實(shí)時(shí)發(fā)送GPS改正數(shù)據(jù)，用戶只需要一臺(tái)GPS接收機(jī)，便可實(shí)時(shí)或過后得到高精度的定位成果。

3.2、CORS的技術(shù)優(yōu)勢

（1）給礦區(qū)測繪工作提供了精確統(tǒng)一的測繪標(biāo)準(zhǔn)，從而解決了不同行業(yè)和勘測單位之間坐標(biāo)系統(tǒng)的差異。（2）CORS技術(shù)還能對城市中的工程建設(shè)進(jìn)行詳細(xì)，精準(zhǔn)有效的變形檢測，及時(shí)有效的反饋預(yù)報(bào)災(zāi)害信息。（3）CORS技術(shù)的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)非常完善，不僅可以提高精準(zhǔn)可靠的定位結(jié)果還可以消除或者消弱各種系統(tǒng)誤差。（4）CORS技術(shù)可以實(shí)時(shí)的對測繪、消防以及認(rèn)為定位跟蹤、車載導(dǎo)航以及GIS應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的GPS定位，對城市的地理信息能提供準(zhǔn)確的信息空間定位。

4、在實(shí)際地質(zhì)測量中的應(yīng)用

礦山測量采用的主要方法是常規(guī)GPS結(jié)合傳統(tǒng)測量技術(shù)。這種方法的缺點(diǎn)是：在進(jìn)行靜態(tài)控制測量無法獲得控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，單基站RTK測量作業(yè)距離受到限制。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）技術(shù)因其經(jīng)濟(jì)性和高效性成為測繪技術(shù)中的新寵.結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

4.1、測區(qū)概況

郴州地區(qū)位于湖南省東南部，南嶺北麓，湘江上游。地理座標(biāo)為東經(jīng)112°13′～114°14′，北緯24°53′～26°50′，地勢高200m。V字形的地形構(gòu)成了侵蝕溝發(fā)育，坡度45度以上，是眾多高大樹木覆蓋的森林礦區(qū)。

4.2、礦區(qū)控制點(diǎn)的地質(zhì)測量

全區(qū)選用坐落礦區(qū)內(nèi)布設(shè)的GPSE級點(diǎn)GPS1、GPS2和GPS3三點(diǎn)作為已知控制點(diǎn)。流動(dòng)站測取每個(gè)控制點(diǎn)的WGS84國家大地坐標(biāo)體系的平面坐標(biāo)和大地高，經(jīng)過已知點(diǎn)GPS1、GPS2和GPS3號點(diǎn)解算出變換參數(shù)，然后解算出礦區(qū)加密控制點(diǎn)GPS4、GPS5…GPS20效果坐標(biāo)。丈量工作嚴(yán)厲依照《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查丈量規(guī)范》GB/T18341-2001進(jìn)行，工作辦法及效果精度均契合規(guī)范需求。

4.3、地質(zhì)點(diǎn)、槽探端點(diǎn)、坑道、鉆孔的測量

在地質(zhì)測量過程中鉆孔的放樣要嚴(yán)格按照初次測繪以及復(fù)測和最終測繪三個(gè)步驟進(jìn)行排放，且不可隨意變動(dòng)，地質(zhì)點(diǎn)和槽探端點(diǎn)的測繪是地質(zhì)人員指到哪里就測到哪里，沒有具體的規(guī)律可嚴(yán)，而坑道口測設(shè)是按照設(shè)計(jì)圖紙上規(guī)劃好的建筑物和平面標(biāo)點(diǎn)標(biāo)定出來的，作為施工的依據(jù)進(jìn)行測繪，在坑道口定設(shè)兩個(gè)圖根點(diǎn)作為圖根點(diǎn)，以便架起全站儀操控坑道的走向和深度操控。

4.4、數(shù)字化地形的測量

（1）測量控制點(diǎn)的點(diǎn)位精度。測量的時(shí)候控制點(diǎn)的測量也有一定的平面誤差，而一級控制點(diǎn)相對上一級控制點(diǎn)，一般誤差均在0.1毫米左右，高程誤差一般小于1/10的等高距來測量兩點(diǎn)的距離，所以一般利用GPS網(wǎng)或者導(dǎo)線網(wǎng)都可以達(dá)到此要求。一般如果利用支導(dǎo)線形式對控測點(diǎn)進(jìn)行設(shè)測的話，必須根據(jù)選擇的工具和儀器以及成圖的精度去計(jì)算和確定支導(dǎo)線的最大長度以及最大的連續(xù)支站數(shù)。endprint

（2）碎部點(diǎn)的測繪。碎布點(diǎn)即地物、地貌的特征點(diǎn)的測量，一般不論是用GPS去定位還是全站儀測量碎部坐標(biāo)點(diǎn)，都可以保證其精度，并且精度數(shù)還有一定的余量。通常對用動(dòng)態(tài)GPS進(jìn)行碎部測圖時(shí)，由于衛(wèi)星信號、天線外形影響，加之無法進(jìn)行偏心觀測，針對居民地和地物較多的大比例尺測區(qū)宜持保守態(tài)度。用全站儀采集碎部數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)使用的儀器及成圖精度要求限制視線長度，對于大比例尺測圖必要時(shí)還須進(jìn)行偏心觀測。

5、應(yīng)用體會(huì)

近幾年，隨著國家計(jì)算機(jī)信息技術(shù)以及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，在很多領(lǐng)域中都需要采集面向主題的、集成的、動(dòng)態(tài)更新的、持久的空間數(shù)據(jù)集合稱之為地理空間數(shù)據(jù)，涵蓋范圍包括電商和電政以及國土測繪、地區(qū)地籍管理等各種現(xiàn)代化的管理社區(qū)需求。CORS系統(tǒng)的發(fā)展和普及顯的越來越重要，在國內(nèi)很多行業(yè)逐步建立了專業(yè)的衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)，高科技的CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了便利。

CORS系統(tǒng)主要是通過GPS定位的原理，讓其在地質(zhì)測繪工作中在難度較大的環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和定位等相關(guān)工作，相對比較起來比較便利且能節(jié)省工作時(shí)效提高工作效率。

GPS不僅解放了測繪人員的生產(chǎn)力并且還大大提高了傳統(tǒng)丈量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和丈量儀器的“搬站”次數(shù)，一般情況下電磁波能在很短的時(shí)間給予定位坐標(biāo)，加快工作速度，減輕工作強(qiáng)度，且節(jié)省了費(fèi)用，使勞動(dòng)效率得到提高。因?yàn)镃ORS技術(shù)定位的精度較高，數(shù)據(jù)反饋安全且可靠，沒有錯(cuò)誤信息反饋，所以只要能在CORS工作的半徑為30KM的測區(qū)，都能使反饋的平面數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)達(dá)到公分級的劃分。

GPS技術(shù)主要是衛(wèi)星定位和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)等高科技產(chǎn)物的結(jié)晶，主要是由多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的，通過數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)傳輸然后定位導(dǎo)航，最后進(jìn)行播發(fā)和應(yīng)用，由此形成了特定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

綜上所述，CORS系統(tǒng)具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，在工程測繪中的應(yīng)用十分廣泛，它也是城市信息化不可或缺的組成部分，在推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中具有舉足輕重的地位，給城市帶來了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，并為城市化的高度發(fā)展奠定了良好的建設(shè)基礎(chǔ)。

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