CORS系统在矿业权实地核查工作应用与分析

袁军民胡新峰

1.河南省地质矿产勘查开发局测绘队，河南郑州，450006

2.卢氏县国土资源局，河南三门峡，472200

CORS系统在矿业权实地核查工作应用与分析

袁军民*1胡新峰2

1.河南省地质矿产勘查开发局测绘队，河南郑州，450006

2.卢氏县国土资源局，河南三门峡，472200

常规GPS测量受作业半径限制或者地形条件影响很大，山区作业时表现尤其显著，为解决这一问题不得不增加放站、设站次数，随之而来，误差增大，劳动强度增加，作业效率降低，通过CORS系统实地验证分析，使用 CORS系统测量技术操作简单、速度快、精度高，能大幅度提高生产效率，值得在矿业领域推广应用。

网络RTK CORS系统 常规GPS测量 矿权实地核查

随着网络 RTK技术应用的日益广泛和不断发展，全国各地都在建设各种用途的连续运行参考站系统（简称CORS）。连续运行参考站系统与传统的GPS作业相比具有实时性强、精度高、覆盖率广、野外单机作业操作简便等众多优点，成为测绘技术中的新宠。本文结合生产实践经验介绍了网络RTK技术在矿业权实地核查中的应用，供读者参考。

1 网络RTK技术

网络RTK也叫多基站RTK，它是在一定区域内建立多个坐标为已知的GPS基准站，对工作地区构成覆盖，并以这些基准站为基准，计算、发播相位观测值误差改正信息，对工作地区用户实时播发改正的定位方式【1】。网络 RTK 技术是CORS系统的典型应用，工作原理见图 1【2】。CORS系统由基准站网、数据处理中心，数据通信链路和用户应部分组成【3】。一个基准站网可包含若干个基准站，每个基准上配备有双频全波长GNSS接收机、数据通讯设备和气象仪器等。基准站的精确坐标一般可采用长时间GNSS静态相对定位等方法确定。基准站GNSS接收机按一定采样率进行连续观测，通过数据通讯链路实时将观测数据传送给数据处理中心，数据处理中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个基准站网数据进行统一解算，实时估计出网内的各种系统误差的改正项（电离层、对流层和轨道误差），建立误差模型。用户在观测时会实时发出 GGA数据给数据处理中心，数据处理中心根据发送的信息给流动站用户发送误差改正项和误差模型，相当于在用户旁边生成了虚拟参考基准站，用户根据自己的位置和相应的误差模型计算出误差改正数，获得高精度的可靠的定位结果，解决了常规RTK测量作业半径限制问题并提高了精度【4】。

图1 网络RTK工作原理图Fig.1 Network RTK Principle figure

2 HNGICS系统简介

HNGICS系统是河南省地矿局信息化建设的一部分，它是河南首次建设并覆盖全省的地质信息连续采集运行系统，由50个CORS基准站组成，基准站全部采用美国TRIMBLE NetR5接收机进行观测，基线平均长度 70km，覆盖全省及其周边地区，实时提供高精度、高时空、高效率、高覆盖率的全球导航卫星系统综合性信息服务。在 2009年河南省矿业权实地核查项目中发挥出巨大的作用，给全省的项目核查单位提高了工作效率和经济效益。

3 CORS系统在矿业权实地核查中的应用实例

3.1 工程概述

卢氏县矿业权实地核查项目是河南省矿业权实地核查第二批任务中的一个项目，任务书编号YKH-044。项目起止时间2009年9月25日至2009年12月10日，工期76天。需要实地核查矿业权数164个，其中采矿权59个，探矿权111个。计划实测控制点500个，露天放样矿区拐点200个。核查金属矿种包括金、银、铅锌、铁、钼、锰，非金属矿种包括石煤、石英、沙石、长石矿以及建筑石料用灰岩。矿区分布在整个卢氏县境内，矿区面积累计达936.597km2。

项目地理位置位于河南省三门峡市卢氏县，地形特征是矿区属中、低山区，海拔高度为850～1290m，相对高差 100～440m，区内最高山峰海拔1290m，山势陡峻，地形切割强烈。工期紧，任务量大，矿区分散，矿与矿之间距一般在几公里以上，再加上工作区域属于山区，地形切割强烈，植被茂密，采用常规GPS测量在很短时间难以按期完成任务。对于实测一个独立矿业权，我们采用CORS系统进行观测要比常规GPS测量提高n倍工作效率。

3.2 CORS系统与常规GPS比较

3.2.1 CORS系统测量方法 CORS系统在实地不需要架设基站，只需在项目实施前 2～3d，安排人员实地找到符合要求5个公共点，使用三脚架在国家控制点上架设流动站，利用蓝牙技术连接基站，通过网络数据传输，实测出相应控制点80坐标，实地按照观测历元数≥30个，2个测回观测，每个测回 2次读数，同一时段测回互差≤2cm，不同时段间互差≤4cm测量技术要求进行实测。利用程序软件解求转换参数，通过数据参数计算得到公共点残差中误差：mx=0.024，my=0.031。小于技术规定残差0.1m，符合技术要求，即实现54坐标到80坐标之间的转换，得出卢氏当地椭球间转换四参数。本次卢氏县共找到控制点5个，三等控制点4个、四等控制点1个。参数转换过程如表1：

表1 54与80椭球间坐标系统转换表Table 1 Conversion table of ellipse reference frame between 54 and 80

3.2.2 常规RTK测量方法 需要在实地测区中央选择一个有一定高度且视野开阔的的未知点上，架设基站和电台，对中整平，输入仪器高。将基准站和流动站同时开机连接，设置基准站和流动站类型。连接成功后将流动站分别架设在实地找到的国家控制点上进行观测，测量状态必须在固定状态下进行，观测时间30s，求出国家控制点的WGS84坐标，利用仪器内的坐标转换进行校正（以托普康FC-200为例）。校正参数见表2。

校正后通过对已知点的检查，满足规范要求后进行基础控制测量和拐点放样工作。

表2 利用TopSURV程序点校正计算表Table 2 Revising the counting table with topsurv program point

3.2.3 CORS系统与常规RTK测量技术精度比较（表3）本测区共检查控制点4组，用CORS观测点名带jcd（检查点简写）标志，未带jcd标志为当地地质勘查研究所采用常规GPS测量取得，二者平面相比较互差均在厘米级，其中互差最大为2.5cm，最小的0.1 cm，点位中误差为1.4 cm。因此使用CORS系统能满足矿业权实地核查规定的技术要求。

表3 CORS系统与常规RTK测量观测值精度分析表Table 3 Observed value precision analysis table of CORS system and general RTK survey

3.3 CORS系统与常规GPS测量技术比较分析

CORS系统是通过全省基准站网静态观测整体平差处理后算出的结果，全省使用只有一个参数，测量的控制点之间不存在累计误差，常规 GPS受电台信号传输距离影响较大，隔山或者基站距流动站距离太远接收不到基站发送的电台信号，进行放站、搬站，不仅增加工作时间和工作量，还增加放站、搬站误差，先测量的控制点精度高，随着放站次数越多，精度越低，误差积累影响越大。因此，常规 GPS测量求出参数有一定的区域性，所求的的参数仅适用于圈定的区域和临近地区，外推精度明显低于内推精度。遇到测区面积比较大时，常规GPS测量首先选用GPS静态测量，选点时，控制点点位分布均匀，地势高且无障碍物阻挡，这样做易于提高数据传输和扩大作业半径。地势越高，爬山的劳动强度越大，占用时间越长，将一个基准站运送到山顶，至少需要3～4人，所带设备多而繁重，基准站所带仪器包括：基准站天线、手簿、电台、电瓶、两个脚架。有的控制点架设仪器时一天不止一两次，算下来20多人一天观测不了3个时段。测区计划完成300个控制点按每天观测3个控制点推算，基础控制测量需要100个工作日，等所有基准站观测完毕后，才能通过 GPS数据处理软件平差计算，得出控制点的平面坐标和高程。这样耽误了后面的地面测量和矿权调查工作，工期也无法保证。而使用CORS系统（同条件下）从测量到得出结果需要2～3min。1人操作仪器即可完成。不影响矿区内其他测量及矿权调查工作。

3.4 CORS系统使用过程应注意的几个方面：

CORS系统作为一项快速发展的测量技术也和其他测量方法一样，测量时需要遵守一定的规则，才能得到可靠、精确的测量成果。因此，在实际生产过程中应注意以下几个方面的问题。

(1)检查接收机网络参数，包括通讯参数、IP地址、端口、差分数据格式等。检查合格后，正确连接网络。

(2)一个测区要创建一个文件，作业前，根据任务要求设置测区参数，选择坐标系统。

(3)电台数据链延期不超过 3s，参与结算的卫星数≥5颗，否则，仪器无固定解。初始化超过3min仍无固定解时，断开通信链路，重启卫星接收机再次进行初始化操作。

(4)点测量时，要看测量状态，必须在固定解状态下进行测量，不然精度得不到保证。同时禁止在观测其间开启对讲机、打电话以免影响观测质量。

(5)控制点观测必须采用三脚架对中方式，仪器对中整平后，用钢尺在不同方位量取仪器高三次，精确至毫米。同时在仪器高输入时，检查“天线类型”、“天线量取方式”、“天线高量取位置”根据自己所量的方式、位置进行正确输入垂高或斜高。

(6)正确填写网络RTK野外观测手簙，现场填写，杜绝事后补充。

3.5 CORS系统的不足

在县与县或者地区与地区交界处会出现信号盲区，CORS系统无法正常使用。

4 结论

随着我国信息产业的飞速发展和国民经济信息化的推进，CORS系统各项功能日臻完善，相信在不久将来，CORS系统技术运用会更加普及，广泛应用社会各行各业，为国民经济建设和社会发展做出更大的贡献。

1 刘经南，刘晖. 连续运行卫星定位服务系统——城市空间数据的基础设施［J］. 武汉大学学报(信息科学版) ，2003， 28(3)

2 黄俊华，陈文森.连续卫星定位综合服务系统建设与应用［M］.北京.科学出版社，2009.1

3 毛黎虎，祝志荣.CORS卫星定位综合服务系统在杭州市水利测量中的应用［J］. 浙江水利水电专科学校学报，2009， 21(2)

4 丁俊杰，胡昌华.连续运行基准站系统CORS综述［J］. 黄河规划设计 ，2008，（4）

APPLICATION AND ANALYSIS OF CORS SYSTEM FOR ON -SITE INSPECTION OF MINING RIGHT

Yuan Junmin Hu Xinfeng
1.Mapping Team of Henan Geological and Mineral Exploration and Development Bureau, Zhengzhou,Henan, 450006,China
2.National Land and Resources Bureau of Lushi CountySanmenxia city, Henan Province ,Sanmenxia, Henan, 472200,China

The general GPS survey was affected by radius and landform conditions especially at the mountainous area,we always increase the times of putting and setting stations to solve these problems, but more problems are coming such as the increasing errors, labouring intension and reducing work efficiency. The paper found that it is more simple, faster and with higher precision for using CORS systerm to improve the production efficiency.

network RTK, CORS system,general gps survey, on -site inspection of mining right

P628.5

：A

：1006-5296（2010）04-0232-04

* 第一作者简介：袁军民（1976～），男，测量测绘专业，工程师

2010-06-25；改回日期：2010-07-13