基于單基站CORS的礦區測量技術探討

摘 要：本文基于筆者多年從事工程測量的相關工作經驗，以單基站CORS在工程程測量中的應用為研究對象，結合南方單基站的系統組成、系統設置及測量實踐對其應用環節進行了詳細的剖析，全文是筆者長期實踐教學基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：單基站 CORS 礦區 測量 教學

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0047-02

隨著GPS技術的日臻成熟和通信技術、信息技術、計算機技術的迅猛發展，目前在我國已有不少區域和城市已經建立了多基站連續運行GPS基準站系統（簡稱CORS），CORS系統可以提供全天候實時服務。但由于受經濟條件和自然條件的限制，部分地區或城市在短時間內還無法建立CORS系統，甚至由于CORS系統獨立運行而難以享受相應的便捷服務。單基站連續運行GPS基準站系統（簡稱單基站CORS）布局靈活、結構簡單、即用即建、投資較少，并且易于維護和管理，不僅可獨立使用，而且可以隨時升級并網為多基站連續運行基準站網系統。本文結合在鄂西某礦區建立的南方單基站CORS系統應用進行剖析?；具x址在某山頂的固定水泥墩上。

1 南方單基站CORS系統組成

單基站CORS系統，由GPS基站、網絡服務器、電源系統、用戶系統等主要單元組成，類似于一加一或一加N的RTK，只不過基準站由一個連續運行的參考站代替；參考站上有系統控制軟件實時監控衛星的狀態，存儲和發送相關數據，同時參考站的服務器通過GPRS網絡提供流動站的差分服務和用戶管理。

2 一級GPS網數據獲取

在礦區外圍使用城市坐標系四等GPS控制點4個，由8臺套雙頻GPS接收機將城市坐標系與礦區獨立坐標系進行聯測。內業數據處理時，將單基站的連續觀測數據一起參與網平差，獲取了礦區控制網點在城市坐標系下的坐標，以及包含單基站在內的礦區網點在WGS84坐標系下的無約束平差成果。依據全球定位系統城市測量技術規程的要求，控制網最弱點點位中誤差和最弱邊相對中誤差均達到了城市一級GPS網的精度指標。

3 南方單基站CORS系統設置

3.1 基準站BASE TRANS設置

打開南方單基站CORS傳輸軟件，進入基站傳輸設置選項，設置輸入端的COM口、波特率；輸出端的IP地址和端口。儀器設置串號為基站編號，按照CORS單基站主機數據傳輸采集程序BASETRANS顯示的編號輸入，高度截止角、天線高、時區等皆為默認設置。進入其他設置選項，可對點位更新間隔，軟件啟動后是否自動傳輸，數據時候回發等進行設置，默認設置為點位更新間隔3秒。

3.2 服務器程序EAGLE設置

進入服務器設置選項，設置本機局域網IP和監聽端口，其余的設置均為默認設置。在用戶管理界面，添加一新用戶，用戶名xxx，密碼123，可用分鐘1000，截止日期x月x日。所有設置完成以后點擊“詳細情況”查看基準站和移動站的相關信息。

3.3 工程之星2.0設置

將開通GPRS業務的手機SIM卡插入靈銳S86移動站接收機內，啟動接收機，設置為移動站工作模式，數據鏈設置為GPRS網絡，差分格式RTCA，記錄數據；在工作模塊中設置GPRS網絡模塊。啟動手薄，打開手簿工程之星2.0軟件如圖1。

在儀器連接設置中選擇CF藍牙，設置輸入端口，檢查藍牙是否連接上；新建一個工程，使用向導方式，工程名設置為當天日期，橢球、中央子午線、坐標加常數及投影面等設置與城市坐標系一致，選擇不啟用四參數和七參數。移動站設置解算精度水平默認設置為high（窄帶解），差分數據格式和移動站的差分數據格式都默認RTCA；Network設置為VRS，其余皆為默認設置即可。其他設置有，在存儲設置中選擇一般設置，衛星限制中高度截止角設置為15°，移動站天線高設置為桿高2 m，時區設置默認為8。儀器設置：選擇動態模式。網絡連接設置：配置“連接方式”為“GPRS”模式，“模式”為“SOUTH”。

如圖2設置網絡連接，填寫基站串號和基站主機使用的服務器IP地址和端口。填寫完后點擊“設置”，然后點擊連接，連接成功，則移動站接收機成功接收到差分信號。

4 礦區CORS測量試驗

方案一：基準站7075坐標設置為GPS接收機偽距單點定位獲取的大地經緯度與大地高；用礦區網外圍分布均勻的靜態城市一級GPS網點求取WGS84到城市坐標系的轉換四參數，用實習基地的JL點進行檢核；檢核點JL動態測量坐標與靜態GPS測量坐標差值比較如下：

△X=0.021 m，△Y=0.008 m，△H= 0.002 m；轉換參數有效可用。

方案二：基準站7075坐標設置為礦區GPS靜態測量所獲得的WGS84坐標。其余操作步驟與外業施測皆與第一方案相同。用JL點檢核，△X=0.012 m，△Y=0.011 m，△H=0.003 m，檢核后轉換參數可用。

分別采用兩套不同的方案獲得的轉換參數，對礦區GPS網中的靜態測量點逐一進行CORS模式的RTK測量，實時保存各點測量數據。兩套方案的成果與礦區靜態GPS網坐標比較如表1，分別統計了兩套方案在平面x、y方向的中誤差，見表1最后一行。

從表1可以看出，南方CORS測量兩套方案獲得的礦區控制點坐標與靜態GPS一級控制網點坐標差值的中誤差，平面x、y方向均在2.5 cm之內；這一精度能夠滿足測繪及相關專業的導線測量、圖根控制和大比例尺數字化測圖的精度要求。

5 結論

文章對南方單基站CORS的功能、組成及設置進行了系統的介紹，對礦區原有GPS控制點進行動態測量檢核，坐標軸方向的偏差中誤差都在2.5 cm內。滿足礦區工程測量的精度需要。

礦區GPS控制網點破壞比較嚴重，導致數量偏少，使用南方單基站CORS系統可以有效的對礦區實習基地控制網重新改造。并為利用南方單站CORS系統的施測單位提供有價值的參考信息。

參考文獻

[1]索俊鋒.CORS測量技術研究[J].礦區測量，2008（5）.

[2]薛豐昌，趙顯富.RTK測量技術探討[J].科技創新導報，2011（3）.