摘要：伴随矿山开采与地表建设的推进，大比例地形图，作为客观反映矿区现状地物分布的基础资料，须进行不定期修测、重测。然而在矿区地形图更新中，若以航空摄影测量、平板绘图、全站仪数据采集等方式进行，则因对人工、设备的要求较高，造成施测成本较大。以CORS技术在矿山大比例尺地形图更新中的应用为例，阐述其测绘作业模式与施测流程，并对其点位测量精度进行了统计分析。
关键词：cors系统；地形图更新；应用
1 前言
矿山测量是确定矿体的大小及空间位置的唯一方法，也是为矿山设计、矿山开采和矿山管理提供信息数据的唯一途径，在矿山生产中作用极为重要。矿山测量的内容，包括为矿山勘探、基建和生产各阶段及资源的保护与合理开采提供基础性技术资料而进行的一切测量、计算和制图。随着我国社会主义建设的发展，必将在矿山测量方面提出愈来愈多的生产任务和研究课题。特别是CORS技术在成功应用之后，为矿山测量带来技术性的飞跃，大大地降低了劳动强度，提高了工作效率。
2 CORS系统工作原理及组成
CORS系统是在一个区域内布设多个永久性的连续运行GPS参考站，均匀分布构成一个参考站网，各参考站按设定的采样率连续观测，通过数据通信系统实时的将观测数据传输给系统控制中心，系统控制中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个数据进行统一解算，实时估算出网内的各种系统误差改正项，包括电离层、对流层、卫星轨道误差等，获得本区域的误差改正模型。然后向用户实时发送GPS改正数据，用户只需要一台GPS接收机，就可以实时或者事后得到高精度的
可靠的定位结果。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。基准站网：基准站网由范围内均匀分布的基准站组成。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。数据处理中心：系统的控制中心，用于接收各基准站数据，进行数据处理，形成多基准站差分定位用户数据，组成一定格式的数据文件，分发给用户。数据传输系统：各基准站数据通过光纤专线传输至监控分析中心，该系统包括数据传输硬件设备及软件控制模块。数据播发系统：系统通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据。用户应用系统:包括用户信息接收系统、网络型RTK定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。
3 CORS系统在矿山测量中的应用
随着现代科学技术的发展，对测量技术的标准和要求越来越高。传统的测量仪器和方法难以保证在特殊地区获得高精度测量数据，而且效率低，不能实时了解工程的变化情况，所以逐渐边缘化并被新的测量工艺取代。CORS的出现和应用改变了传统工程测量的作业模式，实现了控制测量、碎部测量和施工放样甚至安全监测的一体化作业，在矿山测量中地面控制测量、地形测量等方面非常实用。
3.1 地面控制测量
矿山由于受条件限制，往往交通不便，高等级控制点极少，如利用常规控制测量如导线测量，需点间通视，逐站观测，费工费时，而且精度不均匀。而用CORS系统进行控制测量能够利用下载连续运行参考站网的GPS观测数据与矿区首级控制点GPS观测数据组成高等级GPS控制网，提高整个矿区控制网等级，对整个矿山测量精度与工作效率的提高作用明显。
3.2 地形测量
CORS系统快速或实时定位内符合精度水平方向优于3cm，垂直方向优于5cm，只需在矿区内已建控制网的基础上建立合格的转换参数，CORS移动站设备可以直接应用到矿区地形测量的图根点测量与碎步点测量中，可以大大提高地形图的测量精度和工作效率。使用单基站CORS系统联合全站仪测量井位，能实现两者优势互补，全站仪能直接利用单基站CORS系统获取的图根控制点成果进行碎部测量。在井位集中的测区每天最多能完成20个井位测量；在井位分散的测区，每天最多能完成12个井位测量，工作效率提高2~3倍。
4 CORS在矿区地形图更新中的应用与精度分析
下面以某矿区大比例尺地形图更新为例，阐述SDCORS系统下的地形图更新测绘作业模式，并根据全站仪导线测量的成果对比，分析SDCORS-RTK测量的精度与可靠性。本矿区原1：1000等地形图资料测绘时间为2003年，现拟对变化较大的两测区进行修测更新。经实地勘察，本更新项目可以划分为东部区和西部区（东部区建筑密集，西部较空旷），由于待更新测区分布相对分散、地表构筑物存在差异，因此拟在东部建筑密集区采用SDCORS—RTK布设图根点，连续采集3次观测数据，每段时长30s，求其均值作为图根点坐标，然后联合全站仪完成该测区的采集工作；在西部空旷区则直接采用SDCORS—RTK实时采集碎部点三维坐标。
在坐标转换参数求解时，以布设于矿区周边的5个高等级控制点为基准，通过点校正的方式，计算WGS一84坐标系向矿区北京54坐标系中央子午线为118°30′的转换七参数(3平移、3旋转和1尺度参数)。求取七参数后，到已知控制点进行七参数精度检核，满足要求后方可开始测量工作。为分析SDCORS—RTK的图根控制与碎部测量精度，工程中利用全站仪一级导线与重复点测绘的形式，对SDCORS—RTK地物测量边长与坐标进行检核。边长检核时，选取TGD02-TGD03、TGD05-TGD06和SSD02-SSD03作为检核基线，对点位基线进行边长校核，其精度统计如表1所示。
根据表2的数据统计，可发现SDCORS—RTK测量的整体精度良好，误差分布相对统一，其中平面坐标精度在2cm以下，高程3cm以内；从图根点与碎部重合点的数据来看，随点位观测次数增加与时段的延长，图根点精度略优于碎部点的成果精度，满足《工程测量规范》的精度要求。
5 结语
相对于传统GPS—RTK测量，SDCORS系统下的RTK观测，无需架设临时参考站，降低了测绘外业的人力成本，突破了作业半径受电台信号播发的制约，克服了与距离相关的残差限制；相对于光电测绘仪器，无需要求控制点间通视，SDCORS模式下通过VRS或FKP技术，即可实现单机模式下的高精、快速、实时定位。将SDCORS技术应用于矿区地形图更新时，应尽量选取覆盖测区周边的高等级控制网点，求解均一、精准的坐标转换参数，在测绘精度满足要求的情况下，可通过快速静态越级布网，甚至采取碎部RTK实时测量、RTK与全站仪联合作业的模式，提高矿山测量的作业效率，提升矿山建设的数字化程度。
参考文献：
[1]杨华先，李剑，魏忠．HBCORS参考站网形结构及位置[J]．地理空间信息，2011（6）：12-14．
[2]王淼，龙家．CORS与全站仪联合在城市部件更新中的应用[J]．北京测绘，2011（2）期：59-61．
作者简介：
乔秀杰，男，31岁，开滦钱家营矿业分公司地测科见习副科长，测量助理工程师
论文作者:乔秀杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/17
标签：测量论文; 系统论文; 矿山论文; 精度论文; 地形图论文; 矿区论文; 数据论文; 《基层建设》2018年第3期论文;