SDCORS在地礦勘測(cè)中的應(yīng)用探究

張龍飛（寧陽(yáng)縣國(guó)土資源局,山東　泰安　271400）

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SDCORS在地礦勘測(cè)中的應(yīng)用探究

張龍飛
（寧陽(yáng)縣國(guó)土資源局,山東泰安271400）

摘 要：地礦勘測(cè)作為礦山工程施工設(shè)計(jì)的先決條件，對(duì)科學(xué)分析場(chǎng)地工程地質(zhì)參數(shù)具有重要意義。本文擬在闡述傳統(tǒng)全站儀、GPS-RTK測(cè)繪原理的基礎(chǔ)上，剖析其作業(yè)半徑受限、誤差累積傳遞的弊端，并引入現(xiàn)代CORS觀測(cè)手段，探究其在地礦勘測(cè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力線路測(cè)繪；GSCORS；精度對(duì)比

0　引言

地礦資源勘測(cè)涉及礦區(qū)地形與工程測(cè)量、專項(xiàng)地質(zhì)測(cè)量與物化探礦等相關(guān)方面，傳統(tǒng)地礦勘測(cè)多依托GPS-RTK配合全站儀等常規(guī)測(cè)繪手段，實(shí)施勘探線地形測(cè)量、繪制地質(zhì)剖面圖與地形圖，但因其受限于控制點(diǎn)通視條件與信號(hào)傳遞范圍等因素制約，缺乏相對(duì)統(tǒng)一的空間測(cè)繪基準(zhǔn)，進(jìn)而造成長(zhǎng)距離、大面積的綜合性測(cè)繪存在難度。

1　傳統(tǒng)地礦勘測(cè)方式

傳統(tǒng)地礦勘測(cè)以全站儀或GPS-RTK形式為主，其中電子全站儀在地礦勘測(cè)應(yīng)用時(shí)，必須要求控制點(diǎn)與碎部點(diǎn)間通視條件良好，而且圖形測(cè)繪精度與原控制基準(zhǔn)的精度密切相關(guān)；GPS-RTK用戶終端利用基準(zhǔn)站播發(fā)的載波信號(hào)與GPS衛(wèi)星文件，實(shí)現(xiàn)小區(qū)域（約15km內(nèi)）厘米級(jí)定位，但若流動(dòng)站離基準(zhǔn)站較遠(yuǎn)，導(dǎo)致RTK整周模糊度求解困難，必須多次架設(shè)臨時(shí)參考站，難以維護(hù)勘探線剖面的統(tǒng)一基準(zhǔn)。而以CORS多基準(zhǔn)站差分定位技術(shù)為基礎(chǔ)，在地礦測(cè)繪工程實(shí)踐中以GPRS/CDMA/3G無(wú)線數(shù)據(jù)鏈，可為礦區(qū)地質(zhì)勘探測(cè)繪、地形數(shù)據(jù)采集與施工測(cè)量提供精準(zhǔn)、高效、穩(wěn)定的空間定位服務(wù)。

2　CORS系統(tǒng)定位

連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星差分定位服務(wù)系統(tǒng)CORS（Continuously Operating Reference Systerm），即以網(wǎng)絡(luò)RTK定位為基礎(chǔ)，建立覆蓋某區(qū)域的若干（）GNSS參考基準(zhǔn)站，并采用若干個(gè)基準(zhǔn)站的共同觀測(cè)數(shù)據(jù)，形成無(wú)縫網(wǎng)絡(luò)覆蓋，利用GNSS星歷與電離層、對(duì)流層模型解算，削減電離層、對(duì)流層對(duì)測(cè)量精度的影響。

從CORS定位系統(tǒng)從各組成結(jié)構(gòu)分析，其由GNSS基準(zhǔn)站、無(wú)線通訊模塊、數(shù)據(jù)處理中心、用戶終端構(gòu)成。系統(tǒng)依托GNSS基準(zhǔn)站獲取衛(wèi)星星歷與載波數(shù)據(jù)，并利用有線或GPRS/CDMA/3G無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸鏈，將衛(wèi)星數(shù)據(jù)文件傳遞至數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)據(jù)處理中心綜合GNSS參考站數(shù)據(jù)，構(gòu)建電離層與對(duì)流層空間模型，并根據(jù)用戶終端上傳的GGA概略坐標(biāo)，播發(fā)臨近坐標(biāo)修正參量或載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)；用戶終端利用GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)與昆侖中心所播發(fā)的差分改正數(shù)據(jù)，快速求解待定點(diǎn)坐標(biāo)。

3　SDCORS在地礦勘探中的應(yīng)用探究

為建立全省統(tǒng)一的空間定位服務(wù)框架，2007年山東省國(guó)土資源廳與省氣象局聯(lián)合建立起山東省衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行綜合服務(wù)系統(tǒng)（SDCORS），截至2011年正式運(yùn)營(yíng)，SDCORS共建設(shè)參考基準(zhǔn)站點(diǎn)145個(gè)，在國(guó)土規(guī)劃、電力施工、海洋地礦勘測(cè)等相關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有一地礦普查項(xiàng)目，擬對(duì)某地14家礦區(qū)進(jìn)行采礦權(quán)普查，同時(shí)測(cè)繪1:1000比例尺數(shù)字化地形圖，項(xiàng)目涉及8家鄉(xiāng)鎮(zhèn)，測(cè)區(qū)周邊僅有C級(jí)控制點(diǎn)4個(gè)，經(jīng)踏勘點(diǎn)位保存完好，其它低等級(jí)控制點(diǎn)較為分散。但因礦業(yè)核查區(qū)域較廣、前期控制資料坐標(biāo)基準(zhǔn)孤立、等級(jí)控制點(diǎn)采集存在困難，因此難以采用GPS-RTK直接進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)權(quán)調(diào)查與地形測(cè)繪工作。

為解決上述工程問題，施工時(shí)引入SDCORS綜合定位服務(wù)系統(tǒng)，首先以南方S82T接收機(jī)采集覆蓋測(cè)區(qū)的4個(gè)原C級(jí)GPS控制點(diǎn)，求解WGS-84與測(cè)圖坐標(biāo)系統(tǒng)間的布爾莎轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后完成圖根控制測(cè)量與碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。

（1）圖根控制測(cè)量：以GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)卡接入SDCORS站點(diǎn)服務(wù)器，通過VPN網(wǎng)絡(luò)獲取虛擬參考站差分?jǐn)?shù)據(jù)，以CORS-RTK形式在每圖根點(diǎn)獨(dú)立觀測(cè)2時(shí)段，每時(shí)段30s，取二者均值記錄為圖根點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

（2）碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集：由于礦區(qū)地質(zhì)條件與建筑環(huán)境復(fù)雜，碎部采集時(shí)分為兩種方式進(jìn)行，對(duì)相對(duì)空曠的地區(qū)以CORS-RTK形式直接測(cè)繪待定點(diǎn)坐標(biāo)信息，單點(diǎn)采集8歷元；對(duì)于建筑密集區(qū)或GNSS信號(hào)較差的地區(qū),則以CORS-RTK與全站儀聯(lián)合作業(yè)的形式實(shí)施測(cè)繪。

為客觀評(píng)價(jià)SDCORS在地礦勘測(cè)中的精度，現(xiàn)以測(cè)區(qū)原4已知點(diǎn)坐標(biāo)采用全站儀與CORS-RTK重復(fù)測(cè)繪，統(tǒng)計(jì)二者點(diǎn)位較差情況，數(shù)據(jù)如表1。

表1　CORS-RTK與常規(guī)測(cè)繪儀器成果較差統(tǒng)計(jì)表

由表1可知，以CORS-RTK形式測(cè)量的圖根點(diǎn)，完全滿足平面中誤差在2cm、高程中誤差3cm的要求，符合《1∶500 1∶1000 1∶2000數(shù)字地形圖測(cè)繪規(guī)范》相關(guān)指標(biāo)。

4　總結(jié)

將CORS應(yīng)用于地礦勘探測(cè)量的優(yōu)勢(shì)如下:（1）CORS框架為區(qū)域地礦勘測(cè)構(gòu)建相對(duì)統(tǒng)一的坐標(biāo)基準(zhǔn)，剔除多行業(yè)主體間的基準(zhǔn)差異；（2）將原GPS-RTK測(cè)繪作業(yè)半徑15km，延展至所有CORS覆蓋區(qū)，并有效控制了測(cè)量時(shí)的系統(tǒng)誤差；（3）無(wú)需架設(shè)基準(zhǔn)站，推動(dòng)了測(cè)繪效率的提升。

伴隨現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步，將CORS技術(shù)應(yīng)用于礦區(qū)地形測(cè)繪、鉆孔放線，以數(shù)字通訊手段，實(shí)施圖根控制測(cè)量與碎部數(shù)據(jù)采集，解決多礦區(qū)坐標(biāo)基準(zhǔn)不統(tǒng)一的難題，擴(kuò)大了傳統(tǒng)測(cè)繪的作業(yè)半徑，同時(shí)利用區(qū)域平差模型降低固有測(cè)量誤差，提高了地礦勘測(cè)的數(shù)據(jù)精度。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.078