CORS高程在中短距离巷道贯通测量的应用分析

陶小保

(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004)

CORS技术的出现提高了测量工作的效率。利用该技术对高程进行测量，不仅效率高，且不需要通视，各待测点位能够独立观测，不容易出现误差。在矿区测量中利用CORS高程测量代替传统水准测量，不仅可以节约人力、物力，且能够实现对矿区的实时监测，为矿区的安全生产提供保障。

1 CORS测量系统

1.1 CORS原理分析

CORS系统利用GNSS、计算机数据通信等先进技术，在特定区域内建立若干个连续运行的GNSS参考站。并在此基础上构建网络系统[1-3]。CORS在一个固定的大区域内均匀设置多个GNSS参考站，不同的参考站按照给定的采样率进行观测。通过数据系统可以向控制中心直接完成数据的传输。该系统的控制中心可实现对各种系统误差的调整，获得改正后的模型。利用无线电传输设备，能够将改正以后的数据传输给流动站，实现对三维坐标的测量，CROS高程测量原理示意图如图1所示。

图1 CROS高程测量原理示意图

1.2 CORS定位精度与误差

结合《全球定位系统城市测量技术规程》的相关规定，RTK定位技术的指标可以分为外符合精度、内符合精度两部分[4-5]。

1.2.1 CORS内符合精度测试

内符合精度测试的本质是对CORS定位对应的稳定性予以测评。其具体的方法是得出不同测点实际测量值的算术平均值，再将该值与不同的测量数值进行求差[6-8]。在此基础上，可以分析出(X，Y，H)的具体分布情况。其中，内符合精度数值与CORS定位的稳定性呈现反比关系。其公式如下：

1.2.2 CORS外符合精度测试

外符合精度能够将系统自身的精准性直观的反应出来。其具体定义是：在一个已知的测量点上，采用转换参数实际测量的方式得到坐标成果[9-10]。然后将其与已知的坐标比较，即可以得到X，Y，H不同方向的外符合精度的具体分布。计算公式为：

1.2.3 CORS定位的误差分析

根据文献，CORS的固定解具有95%～99%的可靠性。但在定位测量中，CORS包含的误差因素较多，包括数据处理中心、可靠性流动站、数据通信以及数据链接等。具体分析内容如下：

(1)受参考站稳定性的影响。通常情况下，在地面基岩、屋顶上完成参考站的建设，所以，无法避免客观因素的影响。同时，地区之间的差异的限制，也会对最终的坐标产生相应的影响，所以其稳定性十分关键。

(2)受软件解算的影响。对于CORS控制中心的软件而言，会结合流动站的近似坐标值，将差分数据直接发送给流动站用户。但在对数据进行解算的过程中，偶尔会出现误差现象。

(3)受坐标转换参数的影响。对于坐标转换的参数而言，会对CORS的指标产生直接影响。如果坐标转换参数的最终求解，存在精度不高或者分布不均匀的现象，必然会对转换参数的精度造成负面影响，降低RTK测量的结果精度。

(4)受通讯技术的影响。对于可靠的通信而言，可以帮助RTK获得准确的测量结果。通常情况下，网络RTK可以会采用CDMA、GPRS两种不同的通信方式[11]。如果控制中心与流动站之间的通信，具有较高的稳定性时能够保证最终固定解的精度符合要求。

2 实例分析

在常村煤矿附近布设E级GNSS控制网，控制点信息采用三角高程、CORS获取。为了提高数据的保密性程度，在本次测量中主要采用非真实编码的方式。其中，控制点的数据以DL开头，一共包含12个。另外，运用SDCORS在矿区采集控制点位的分布情况。其中，Y1，Y2，Y3作为已知点，可实现对转换参数点的求解。三点的外接圆如图所示。另外，三角高程主要使用莱卡TS02完成观测。路线如下图2所示。

图2 运用CORS测量的控制点分布示意图

2.1 CORS高程内符合精度分析

本次测量主要运用下列的方式获取数据：在测量的控制点对三脚架进行架设，以便接收CORS信号。同时需要划分为三个不同的时段，对数据信息进行测量，而每个时段对应的平滑测量为60次。随后计算数据的算术平均值，并将观测的数据与该值进行比较。最后，依据内符合精度进行计算。例如，在对Y1点进行测量的过程中，可运用Matlab进行H方向误差曲线观测程序的编写，如图3所示。在此基础上，可将H方向的数据进行呈现，并反映具体的变化情况。

图3 内符合精度观测误差曲线

根据图3可知,H方向误差最为明显的是±0.01 m之间。根据内符合精度公式，可以对该矿区的不同测点对应的内符合精度予以计算和分析，如表1所示。

表1 CORS观测数据内符合精度的统计/m

2.2 CORS高程外符合精度分析

在常村煤矿沿设计路线进行三角高程测量。而后对得出的三角高层进行坐标转换，获得测量点对应的CORS高程。在计算过程中以三角高程的结果作为已知值，对CORS的测量结果误差进行分析。过程中，需要将测量得出的CORS高程坐标平均值，与三角高程的结果予以比较，最终得出的结果满足外符合精度，具体数据见表2。最终发现，两种测量结果较差的绝对值平均数为0.020 m。

表2 CORS实测值与三角高程测量结果比较/m

3 CORS高程控制点实现贯通的可能性分析

井下三角高程，同样会对K点的误差造成影响。计算方式为：

而贯通在高程上的总误差，采用以下方式进行计算：

贯通高程预计误差等于：

MH预=2MHK平=±0.114 m

以CORS技术测得的地面高程误差，虽然造成K点高程误差，但误差值小于《煤矿测量规程》规定的中短巷道贯通时高程误差<0.2 m的要求，所以，该高程代替传统方式布置的高程控制点是行得通的。

4 结 语

在矿井贯通测量中，应用CORS技术测量的贯通点K的高程误差符合短距离巷道贯通的精度要求。同时，通过合理的方式对误差传递进行有效地控制，并减少测量工作的工作量，在提高工作效率的基础上，能够保障最终结果的精准性。由于贯通的精度与现阶段的精度只能符合中短距离巷道的贯通要求，所以对于长距离巷道贯通，依然需要进一步研究并提高CORS高程测量结果的精度。