GNSS與GZCORS測量系統在六枝平橋粘土礦詳查測量中的應用

摘要：隨著我國科學技術的不斷發展和社會的不斷進步，北斗衛星導航系統得到不斷完善，GNSS測量系統也得到快速發展。伴隨GZCORS測量系統的建立和完善，GNSS與GZCORS測量系統在貴州省各行各業的測繪工作中日趨發揮重要作用，特別是在地質勘探、詳查等地質測量中應用廣泛。本文結合工作實際，對GNSS與GZCORS測量系統在六枝平橋粘土礦詳查測量中的應用進行分析，以供參考。

關鍵詞：GNSS與GZCORS測量系統；六枝平橋粘土礦；應用

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）05-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.05.011

Abstract： With the continuous development of science and technology in China and the continuous progress of society， the Beidou satellite navigation system has been continuously improved， and the GNSS measurement system has also developed rapidly. With the establishment and improvement of the GZCORS measurement system， GNSS and GZCORS measurement systems are increasingly playing an important role in surveying and mapping work in various industries in Guizhou Province， which are widely used especially in geological exploration， detailed investigation and other geological surveys. Combined with the practical work， this paper analyzes the application of GNSS and GZCORS measurement systems in the detailed investigation and measurement of Pingqiao clay mine in Liuzhi for reference.

Keywords： GNSS and GZCORS measurement systems; Pingqiao clay mine in Liuzhi; application

GNSS是全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System）的簡稱，是采用全球導航衛星無線電導航技術確定時間和目標空間位置的系統。GZCORS測量系統是貴州省GNSS連續運行基準站網系統（Guizhou GNSS Continuously Operating Reference Stations）的簡稱，是基于衛星定位系統，將衛星定位與導航技術、計算機科學、測繪學、氣象學、地理信息系統與現代通信技術等有機結合，在貴州省范圍內按照一定間距建立若干連續運行的永久性GNSS接收臺站（也稱為基準站）。各個基準站通過通信網絡實時將觀測數據傳送到數據中心服務器。中心服務器運用國內外先進、專業的GNSS基準站網數據處理軟件對各個基準站進行遠程管理、數據采集、數據處理分析與備份，然后通過互聯網等通信方式向各行各業用戶提供基礎性、公益性定位與導航等基礎地理空間信息服務[1-2]。全球定位系統（GPS）可以開展靜態定位測量，運用全球衛星定位GPS接收機在多個測站上進行同步觀測，確定測站之間的相對位置。

1 六枝平橋粘土礦詳查測量中GNSS與GZCORS測量系統的應用

1.1 測量任務

根據《貴州省六枝特區平橋粘土礦詳查實施方案》，貴州省六枝特區平橋粘土礦詳查工程測量任務為完成礦區基礎控制GPS E級控制點布設及測量、勘查區鉆孔、淺井、探槽、剝土工程平面坐標及高程測量以及勘探線測量等。

1.2 測量工作的開展及GZCORS測量系統運用情況

1.2.1 勘查區基礎控制點GPS E級控制點布設及觀測

根據詳查實施方案及工程測量技術設計，在六枝平橋粘土礦詳查勘查區布設10個GPS E級控制點，編號為GPS1至GPS10，控制點布設于整個勘查區范圍內，對整個勘查區實現控制。控制點布設、選點埋石、觀測儀器設備選擇、觀測過程及觀測記錄等嚴格按照《全球定位系統（GPS）測量規范》（GB/T 18314—2009）進行。以從貴州省測繪資料檔案館收集的位于該測區附近的H474、H472和H476號GPS C級控制點作為本次GPS靜態定位測量的起算點。控制點測量采用海星達IRTK2型號GPS衛星接收機進行觀測，觀測數據采用中海達HGO數據后處理軟件進行內業平差解算，采用中誤差作為測量精度的技術指標，以2倍中誤差作為極限誤差，控制測量精度達到D、E級GPS測量的要求，滿足測圖、物探、勘測等的GPS控制測量要求[3-5]。D、E級GPS控制點精度指標如表1所示。

每測點外業觀測均嚴格按照《全球定位系統（GPS）測量規范》（GB/T 18314—2009）進行，觀測結束后及時對外業數據進行整理及質量檢核，當所有外業觀測數據質量檢核合格后，采用中海達HGO數據后處理軟件對觀測數據進行平差解算，平差后最弱點平面位置中誤差（GPS10）為±2.9 mm，最弱邊邊長相對中誤差（GPS10-GPS9）為1∶522 596。最終解算得到二維約束平差結果，如表2所示。其中，N為南北方向值；E為東西方向值；Z為高程值；δN、δE、δZ為不同方位的中誤差；δ為點位中誤差。

通過以上解算結果與E級GPS精度技術指標對比分析，本次GPS靜態定位觀測結果精度指標均位于E級GPS精度技術指標范圍內，觀測結果符合E級GPS精度要求，滿足六枝平橋粘土礦詳查基礎控制點需要。

1.2.2 勘查區其他工程測量

（1）基礎控制點復測及圖根控制點測量。將勘查區基礎控制測量二維約束平差坐標近似為各GPS控制點的真實值，作為勘查區已知控制點坐標。然后，采用GZCORS測量系統及全球衛星定位系統實時動態測量（RTK）技術對勘查區基礎控制點進行復測，對圖根控制點進行控制測量，測量方法為網絡RTK測量法。簡單來說，將獲得GZCORS測量系統服務中心授權的GZCORS賬號輸入中海達GPS-RTK流動站與GZCORS服務中心建立數據通信，采用三腳架在基礎控制點、圖根控制點上對中、整平接收機設備，將接收機設備進行初始化并待GPS-RTK流動站得到固定解時進行數據觀測，每次觀測歷元數為30個，采樣間隔為5 s。經觀測，得到采用GZCORS測量系統網絡RTK測量的勘查區基礎控制點坐標及坐標差值，如表3所示。其中，N、E、Z為GZCORS系統網絡RTK測量坐標（不同方位），ΔN、ΔE、ΔZ為GZCORS系統網絡RTK測量坐標與基礎控制點坐標差（不同方位），δ為平面點位中誤差。

通過表3對比分析，采用GZCORS測量系統網絡RTK測量得到的勘查區基礎控制點最大平面點位中誤差為±38.0 mm，最大高程較差為6.84 cm，點位中誤差在RTK平面控制測量精度（≤±50 mm）范圍內，符合相關規范要求。因此，勘查區圖根控制點采用GZCORS測量系統網絡RTK進行測量即可。

（2）勘查區工程點測量。根據前述測量結果分析，GZCORS測量系統網絡RTK測量完全滿足六枝平橋粘土礦詳查勘查區其他工程測量精度要求，因此本次六枝平橋粘土礦詳查鉆孔、淺井、探槽、剝土、勘探線等工程采用GZCORS測量系統網絡RTK進行測量。各項測量指標嚴格執行《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》（CH/T 2009—2010）。

根據技術設計，采用GZCORS測量系統網絡RTK對測區鉆孔、淺井、探槽和剝土工程進行測量。測量共投入5臺中海達雙頻雙星GNSS接收機，由測量專業技術人員將GNSS接收機安置于勘探鉆孔等位置上對中、整平，對勘探鉆孔等工程進行測量，每次測量觀測歷元數大于10個，測量數據由GZCORS測量系統數據服務中心實時差分解算得到。本次工作共完成測區勘探鉆孔等工程點36個。

（3）勘探線測量。勘探線測量采用GZCORS測量系統網絡RTK。首先在室內根據勘探線設計將每條勘探線起點坐標、終點坐標用Cass等成圖軟件讀取并編制為*.dat等觀測手簿能識別的數據文件格式，在RTK測量手簿內建立工程文件并將編輯好的數據文件導入該工程文件內以方便外業使用。外業測量作業時，設置好網絡RTK測量設備，打開導入勘探線起始點數據文件的工程文件，通過建立直線等程序將勘探線設置為直線放樣測量，在網絡RTK接收機達到固定解的情況下開展勘探線的測量工作，利用所建立的直線進行線放樣測量，沿著手簿提示方向及距離找到勘探線起點開始測量，隨后沿著建立的直線方位進行逐點碎部點采集，測量點間距滿足1∶2 000比例尺地形測量的要求，即勘探線碎部點間距控制在20 m左右一個測點，測點偏移直線距離控制在20 cm以內。

2 GZCORS測量系統的優點

2.1 覆蓋范圍廣，受地形影響小

GZCORS測量系統是在貴州全省范圍內建立的若干連續運行的永久性GNSS接收臺站，GNSS接收臺站分布在全省范圍內，對整個貴州省進行覆蓋。對整個貴州省進行控制和數據觀測，只要是存在移動信號的地方，均能進行實時的網絡RTK測量，受地形的影響小。

2.2 信號強，精度均勻，定位精度高，數據安全可靠

GZCORS測量系統是通過貴州全省范圍內的連續運行基準站網，采用移動通信與GNSS接收機建立通信服務，數據中心對不同基站采集的數據進行區域解算后將其傳輸給移動站接收機。這樣可以避免移動站距離基準站遠、地形起伏大或者電臺發射功率低而影響接收機信號強度及定位精度。

2.3 不受時間與距離影響

傳統GPS-RTK測量模式需要架設基準站，然后將移動站與基準站建立通信聯系，移動站接收基準站解算數據作為觀測數據。基準站需要電瓶供電，通過電臺與移動站進行數據通信，電瓶供電具有一定的時限性，當基準站電瓶沒電時，無法繼續觀測并進行數據通信，則需要停止數據觀測。同時，傳統GPS-RTK測量模式移動站與基準站的距離也受到一定限制，移動站測量誤差隨距基準站距離的增大而不斷積累，當距離增加到一定范圍時，移動站測量數據精度便會超出規范指標。因此，傳統GPS-RTK測量模式測量范圍一般只能控制在5 km范圍內。GZCORS測量系統則實時為用戶提供定位服務，凡是具備移動網絡信號的地方，都能進行數據采集作業。

2.4 操作簡便，測量效率高

傳統GPS-RTK測量不僅需要架設基準站，而且需要進行控制點坐標采集及坐標轉換參數的求解，校對坐標轉換誤差，在誤差允許范圍內方能進行碎部點的采集測量工作。而GZCORS測量系統網絡RTK測量則只需要開啟移動站接收機，將移動站接收機與GZCORS數據服務中心建立數據通信，便可以進行碎部點絕對坐標數據采集，不僅避免傳統測量架設基準站的煩瑣過程，也避免控制點坐標采集及坐標轉換參數求解的誤差，有利于提高測量作業效率和定位精度。

2.5 有效提高儀器和人員利用率，節約人力資源，降低作業成本

傳統GPS-RTK測量需要架設基準站，然后建立作業模式進行測量。架設基準站不僅需要多配備一臺基準站儀器設備，而且需要安排人員對基準站設備進行蹲守看管，耗費更多的儀器設備和人力資源。GZCORS測量系統網絡RTK測量則只需要每人配備一臺移動站與GZCORS服務中心建立數據通信，便能進行測量作業，單人單機便可進行測量作業，提高儀器和人員利用率，節約人力資源，降低作業成本。

3 GZCORS測量系統存在的不足

3.1 維護成本較高

GZCORS測量系統是覆蓋整個貴州省的GNSS連續運行基準站網，它分布廣、基準站點多，需要投入大量人力物力對服務器進行維護，維護成本較高。

3.2 受移動網絡信號影響大

GZCORS測量系統對移動網絡信號的依賴性強，在沒有移動網絡信號的地方無法開展測量作業。貴州省地處云貴高原，境內山脈眾多，山高谷深，地勢起伏較大。在很多偏遠山區及溝谷地帶，移動網絡信號仍然未完全覆蓋，甚至無移動網絡信號，無法運用GZCORS測量系統及網絡RTK開展測量工作。

3.3 精度和穩定性受測區植被影響較大

貴州省植被豐富，大部分地區均被植被覆蓋，特別是荒無人煙、遠離居住區的礦產資源勘查區，植被更是生長茂盛，在植被茂盛的林區開展GZCORS測量系統網絡RTK測量，網絡信號和接收衛星信號會受到一定的干擾，影響測量精度和穩定性。

4 GZCORS測量系統改進建議

加快6G網絡研發應用，擴大移動網絡覆蓋區域，增加移動網絡信號發射功率，增強信號強度。要緊緊抓住國家6G網絡發展建設機遇，加快6G網絡的研發并將6G網絡與GZCORS測量系統聯合運用，使GZCORS基站和6G網絡覆蓋每個城市建筑區角落和高山溝谷，實現真正的全覆蓋、強信號測量。加快GNSS接收機、網絡通信設備、數據后處理軟件等硬軟件研發創新，使高性能、高接收能力、高抗干擾能力、快速精確解算的硬軟件設備早日運用到GZCORS測量系統網絡RTK測量中，實現性能穩定、數據可靠、解算快速準確的測量。

5 結語

隨著GZCORS測量系統的建立和完善，GZCORS測量系統網絡RTK測量在各行各業發揮著重要作用。GZCORS測量系統網絡RTK測量正在改變傳統測量模式，提高工作效率。因此，要加強GZCORS測量系統的研究運用，使其在各行各業的生產建設中充分發揮作用，為貴州省經濟建設和社會發展貢獻力量。

參考文獻

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