CORS系統在露天礦測量中的應用研究

皮廷亮，楊志成，趙海往

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 馬關 663701）

露天礦因地表有較劇烈的變化，會嚴重破壞控制點。同時，開采期間粉塵較多，霧雨天氣，限制了觀測視野，最終影響常規全站儀測量工作。CORS系統能將各種精度的時間與位置服務信息提供給系統覆蓋區域內的用戶，可實現穩定的傳輸，并為測量結果精度提供保障，同時還能提供較好的觀測視野。目前，該系統在露天礦測量中發揮的作用也在日益上升。

1 CORS系統工作原理及組成

（1）CORS系統工作原理。CORS系統是將多個永久性連續運行GPS參考站均勻的布設在一個較大區域內，構成參考站網，在設定的采樣率下，各參考站連續觀測，并在數據通信系統的運用下將觀測數據朝著系統控制中心實時傳輸，系統控制中心在預處理、質量分析各站數據之后，統一解算整個數據，將網內各項系統誤差改正項實時估算出來，并在完成了本區域誤差改正模型的獲取后，將GPS改正數據實時發送給用戶[1]。之后，用戶通過GPS接收機便可將高精度的定位結果實時或事后獲取。

（2）CORS系統組成。CORS系統主要由參考站、數據傳輸與發播、數據處理控制中心及用戶構成。在通訊系統的運用下，各系統能夠彼此連接，形成局域GPS差分系統。

①參考站子系統。即CORS系統基準點，與傳統測量控制點一致，具體個數與區域大小相關聯，兩基準站之間有20km～80km的距離。主要設備包含接收機、通訊系統、不間斷電源、防雷系統和解算軟件等。②數據處理控制中心。數據處理控制中心是以各GPS參考站觀測值為依據，對區域電離層、衛星軌道等誤差進行計算，在與移動站概略坐標相結合之下將移動站附近虛擬參考站相位差分改正計算出來，之后向數據傳輸與發播系統實時傳輸計算結果。③數據傳輸與發播系統。該系統可對數據處理控制中心的相位差分改正實時接收，并在FM、GSM、CDMA等方式的運用下實時發布，用于各移動站接收。④用戶。在移動站衛星天線及通訊模塊的運用下，用戶可實現GPS數據、差分信號的接收，即可將用戶所在位置三維坐標計算出來，以滿足相關用戶的精度要求。

2 CORS系統在露天礦測量中的應用

（1）CORS系統在露天礦測量的優勢。①能將統一基準提供給露天礦區域測繪工作，從而將不同行業、部門間存在于坐標系統方面的差異問題徹底解決；②能夠顯著擴展GPS的有效服務范圍；③連續基站的使用，能使用戶實時進行觀測，有利于工作效率的提升；④數據監控系統十分完善，因能將各種系統誤差影響消除或削弱的緣故，定位結果具有高精度、高可靠性。

（2）CORS系統能構建永久性礦區控制網。露天礦測量工作開展期間，不斷擴大的礦區范圍、日益發展的礦區建筑物，時常會損壞礦區內布設的各級控制點，施工進度受到嚴重影響。控制點的提供是否快速、精確，將會對測量工作效率構成直接影響。CORS系統擁有永久性基準站網，基準站網因24h不間斷運行的數據中心和各基準站、流動站用戶緣故，成為永久性動態基準點，流動站也變化為24h不間斷的流動基準點。

（3）CORS系統流動站開展露天礦測設。露天礦測量期間，建筑物放樣、生產放樣和工程放樣等十分頻繁，而建筑物放樣中，有著精度高、難度大等要求，憑借CORS系統操作簡單且便捷的優勢，能夠獲取極為顯著的效率。

（4）CORS系統開展外業測量驗收工作。露天礦土方驗收中，通過CORS系統的運用，無需架設儀器，測量期間手簿上能將定位結果與精度實時顯示，且支持單人作業測量模式，可將人為操作誤差、系統誤差最大限度減少，不會出現測量精度分布不均勻的情況，能實現毫米級的測量精度，作業效率更為顯著[2]。

（6）邊坡穩定性監測中CORS系統的應用。露天礦開采是以臺階式為主，因開采不規范的緣故，部分臺階會有超出規定高度的情況，此時也就會出現高陡邊坡，有崩塌、滑坡等隱患存在。對此，必須進行安全邊坡測量。通過CORS系統的運用，將礦區范圍內地形圖測出，尤其是盡量保證高陡邊坡處數據的詳實性，隨后利用計算機建模軟件Micromine對傳輸過來的數據展開模擬分析。

3 實例分析

某露天礦山地處云南省東南部省級自然保護區老君山腳下，礦區面積達32.41平方公里。礦區測繪工作涉及露天采場、排土場、尾礦庫、地形、邊坡變形監測、基建工程等方面，工作量大。針對如此復雜多變的特點，將CORS系統引入該礦山的系統測量中。

3.1 CORS參考站系統建設

（1）參考站設備。接收機選擇Trimble NetR9接收機，定位精度如表1所示。

（2）天線。配置了Trimble Zephyr Geodetic 2 GNSS天線。

表1 接收定位精度

3.2 參考站坐標確定

以連續觀測的單點定位方式將參考站坐標獲取。持續1個月連續觀測后，采用參考站軟件Tirmble GPSBase中單點定位模塊提供的位置平均值當作參考站坐標。

3.3 數據中心建設

在礦區原有機房內建設數據中心。機房已有設備包含工作站、UPS，因此新增服務器、參考站主機。

表2 兩次觀測差值情況分析（單位：mm）

3.4 精度驗證

為對某露天礦山CORS系統精度、適用性進行驗證，分兩次獨立觀測了68個點，下表2為兩次觀測差值情況。統計計算得：x坐標的中誤差mx=±2.4mm，y坐標的中誤差my=±2.5mm，h坐標的中誤差mh=±5.6mm，可將露天礦測量要求充分滿足。

4 結語

CORS系統具有省時，省力，方便快捷，且測量精度高、應用范圍廣等優勢，可對各階段和工作面的開采進度實時了解，能夠監測邊坡穩定、及時更新礦山模型、計算采剝量等，在露天礦多項測量任務中實現了廣泛應用，測量工作效率更是得到顯著提升。