CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)在司家營(yíng)礦區(qū)的構(gòu)建與應(yīng)用

祖立慶，李愛(ài)民，張寶會(huì)，付志強(qiáng)，張明新，張國(guó)新

（河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司，河北 唐山 063600）

礦山測(cè)量作為礦山工程的“眼睛”，貫穿于整個(gè)礦山建設(shè)與生產(chǎn)工作中。但礦山測(cè)量工作往往受外界因素影響較大，控制點(diǎn)經(jīng)常性因各種原因遭到破壞，日常的測(cè)量工作開(kāi)展十分艱難。如何更快、更好、更方便的進(jìn)行礦區(qū)測(cè)量是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。

隨著GPS技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在礦區(qū)建立可以提供全天候?qū)崟r(shí)服務(wù)的連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站（簡(jiǎn)稱CORS）系統(tǒng)，成為了一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

1 CORS基準(zhǔn)站技術(shù)概述

1.1 CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)基本原理[1]

CORS系統(tǒng)是利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS,計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在一定區(qū)域內(nèi)建立的長(zhǎng)年連續(xù)運(yùn)行的固定CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)。CORS系統(tǒng)由連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和用戶單元四部分組成。

1.2 CORS基準(zhǔn)站技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析

CORS站RTK技術(shù)就是利用地面布設(shè)的一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)站組成GNSS連續(xù)運(yùn)行CORS參考站。CORS站RTK技術(shù)集無(wú)線通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和GNSS定位技術(shù)于一體，是參考站網(wǎng)絡(luò)式GNSS多功能服務(wù)系統(tǒng)的核心支持技術(shù)和解決方案，其理論研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)均是GNSS技術(shù)科研和應(yīng)用領(lǐng)域最熱門(mén)的前沿。

2 CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)在司家營(yíng)礦區(qū)的建立

2.1 CORS基準(zhǔn)站選址[2]

基準(zhǔn)站選址應(yīng)首先收集基準(zhǔn)站所在地區(qū)地形圖、交通圖、地質(zhì)構(gòu)造圖以及其他相關(guān)資料（已建站點(diǎn)、凍土及地下水），在圖上擬選基準(zhǔn)站站址，分析附近地形、地質(zhì)、交通等信息，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，最終選定基準(zhǔn)站位置。

綜合以上選址原則要求，結(jié)合司家營(yíng)礦區(qū)地形圖、交通圖、水文地質(zhì)圖等資料，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘查CORS基準(zhǔn)站選在司家營(yíng)北區(qū)運(yùn)輸部旁邊鐵石山山頂上，屬于山頂站?；鶞?zhǔn)站所在位置基巖穩(wěn)定，地理無(wú)明顯變形，可長(zhǎng)期使用。據(jù)司家營(yíng)北區(qū)地測(cè)部不遠(yuǎn)，具有良好的安全保障環(huán)境，便于地測(cè)人員維護(hù)、管理。而且該位置布設(shè)CORS基準(zhǔn)站，覆蓋半徑30km能滿足司家營(yíng)礦區(qū)各礦山建設(shè)的需要。

2.2 CORS基準(zhǔn)站的建設(shè)[3]

基準(zhǔn)站的建設(shè)依據(jù)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行，儀器為徠卡（Leica）公司提供，由北京華徠新虹負(fù)責(zé)創(chuàng)建，主要包括:觀測(cè)墩、觀測(cè)機(jī)房、工作室的建設(shè)以及防雷、電氣、通信、室外工程等輔助工程的建設(shè)。

啟動(dòng)流動(dòng)站在匹配好的礦區(qū)坐標(biāo)系下采集控制點(diǎn)JFJ2、xbslq、ZFJ1、2#HFJ2坐標(biāo)與原始靜態(tài)測(cè)量控制點(diǎn)坐標(biāo)做對(duì)比，結(jié)果相對(duì)中誤差小于10mm，由數(shù)據(jù)精度可知利用CORS基準(zhǔn)站可以滿足在司家營(yíng)礦區(qū)進(jìn)行D級(jí)點(diǎn)控制測(cè)量。

3 CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)在司家營(yíng)礦區(qū)應(yīng)用[4]

通過(guò)司家營(yíng)礦區(qū)CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)的構(gòu)建，為整個(gè)礦區(qū)提供了全天候?qū)嵤┚W(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)，不需要再架設(shè)傳統(tǒng)的基準(zhǔn)站，利用GORS基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)與流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理，并解算整周模糊度，就可以獲得厘米級(jí)精度的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在司家營(yíng)北區(qū)露天采場(chǎng)控制測(cè)量、邊坡檢測(cè)等項(xiàng)目，基建礦山前期地形測(cè)繪與施工放樣等工作中，CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)都得到了很好的應(yīng)用。跟傳統(tǒng)的基準(zhǔn)站RTK測(cè)量技術(shù)相比，測(cè)量效率提高了30%以上，節(jié)省了大量的人力物力。

4 CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)應(yīng)用效益分析

（1）司家營(yíng)礦區(qū)CORS基準(zhǔn)站建成后，礦區(qū)內(nèi)部各礦無(wú)需重復(fù)購(gòu)置傳統(tǒng)參考站4臺(tái)，每臺(tái)傳統(tǒng)參考站購(gòu)置費(fèi)用約為27.5萬(wàn)，共節(jié)約資金110萬(wàn)。

（2）CORS基準(zhǔn)站建成后，礦區(qū)共修測(cè)1:500、1：1000地形圖32幅，布設(shè)D、E級(jí)控制點(diǎn)35個(gè)，構(gòu)建礦區(qū)GPS E級(jí)控制網(wǎng)，可節(jié)約測(cè)量費(fèi)用約為5萬(wàn)元左右。

（3）礦區(qū)內(nèi)部地測(cè)人員完成露天采場(chǎng)的邊波監(jiān)測(cè)工作，共完成平均19點(diǎn)，每年50次的沉降、位移觀測(cè)工作。參考國(guó)家監(jiān)測(cè)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，74元/點(diǎn)次，每年能節(jié)省費(fèi)用7萬(wàn)元左右。有效避免了采場(chǎng)因?yàn)榛?、垮塌等事故的發(fā)生，間接節(jié)省了大量的工程費(fèi)用。

（4）順利完成司家營(yíng)南區(qū)各礦征地工作，供電線路選線、放線工作，井位定位等基建工作，節(jié)省測(cè)量費(fèi)用100萬(wàn)元以上。

CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)的建立將網(wǎng)絡(luò)化概念引入到了司家營(yíng)礦區(qū)的測(cè)量應(yīng)用中，該系統(tǒng)的建立不僅給礦區(qū)測(cè)量工作帶來(lái)深刻的變革，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)礦區(qū)測(cè)量工作的統(tǒng)一管理。而且也符合新的鋼鐵礦業(yè)發(fā)展形勢(shì)下，結(jié)構(gòu)調(diào)整、補(bǔ)短板、降成本的要求，將為礦山建設(shè)的順利展開(kāi)起到積極的作用。CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)已經(jīng)成為建設(shè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施之一，是司家營(yíng)礦區(qū)向數(shù)字礦山建設(shè)邁進(jìn)歷史上的一個(gè)重要里程碑。