梁 曉
(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊,新疆 哈密 839000)
基于GPS系統(tǒng)上發(fā)展起來的CORS技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的新型技術(shù)體系,目前在地質(zhì)測量當中應用越發(fā)普遍起來,而且在地質(zhì)測量領(lǐng)域當中,除普遍應用的美國GPS技術(shù)之外,還有俄羅斯的GLONASS技術(shù)、歐盟的GALILEO以及我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。尤其是在高速的科技發(fā)展形勢下,CORS系統(tǒng)系統(tǒng)更加完善,在地質(zhì)測量領(lǐng)域發(fā)揮的作用更加巨大。
CORS的原理是將持續(xù)性工作的GPS參考站一個相對較大的區(qū)域當中,設(shè)置成重要的參考站網(wǎng),不同的參考站要求下連續(xù)的進行觀測和采樣,借助數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),向控制中心持續(xù)性的傳輸有關(guān)信息數(shù)據(jù)。這些傳輸?shù)较到y(tǒng)控制中心的數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過預處理以及質(zhì)量分析之后,逐一的解散各個數(shù)據(jù),將網(wǎng)內(nèi)的各種系統(tǒng)誤差改正項有效的估算出來,在此基礎(chǔ)上對區(qū)域當中誤差改正模型進行獲取,并將改正后的GPS數(shù)據(jù)實時的發(fā)送向用戶,用戶只需要將一臺GPS接收機提供出來便可,高精度的實時以及事后定位測量,獲取詳實可靠的數(shù)據(jù)信息。
CORS技術(shù)應用過程當中,使測繪區(qū)域的形成了一個有機的整體,打破了過去GPS單打獨斗的局面,其工作優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:①能夠?qū)⒌V區(qū)測繪工作開展過程當中統(tǒng)一的基準提供出來,將不同行業(yè)以及各地勘單位坐標系統(tǒng)存在的差異問題有效的解決。②該技術(shù)的應用有效的擴展啦GPS技術(shù)具有的服務范圍。③測量過程當中運用連續(xù)性的基站,用戶可以隨時隨地的進行觀測,大大提高了觀測的便捷性,使得工作效率也得以大幅提升。④數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)十分的完善,將各個系統(tǒng)存在的誤差有效削弱于消除,保證定位結(jié)果的高精確度、高可靠性獲取。⑤用戶不必再對基準站進行設(shè)置,達到了單機作業(yè)的效果,還能使人力物力以及財力方面的問題得到有效控制,數(shù)據(jù)鏈通信方式非??煽坑诠潭?,避免了噪聲帶來的干擾。
CORS系統(tǒng)主要涉及VRS虛擬參考站以及FKP區(qū)域改正技術(shù)以及MAC主輔站技術(shù),另外還包括ARS增強改進參考站技術(shù)[1]。
(1)虛擬參考站技術(shù)。GPSNet是虛擬參考站技術(shù)的重要軟件,其獨立結(jié)算單元主要是以單基線為主,與相對天頂對流層具有延遲濕分量的作用,還能延遲雙差電離層,估算網(wǎng)絡參數(shù)。此項技術(shù)將不同基準站坐標充分發(fā)揮出來,數(shù)據(jù)觀測之后對區(qū)域誤差實時的進行建模,將虛擬參考站相關(guān)測量數(shù)據(jù)模擬出來,并對觀測方程進行建立完成結(jié)算。其工作流程主要為,把原始參考站數(shù)據(jù)向AC進行傳輸,之后根據(jù)AC通過流動站發(fā)送NMEAGGA數(shù)據(jù),并對VRS進行構(gòu)建,主參考站選擇和流動站具有較近距離的參考站。
(2)區(qū)域改正數(shù)技術(shù)。CEO++公司首次提出區(qū)域改正數(shù)技術(shù),該項技術(shù)有效改進了虛擬參考站技術(shù),此項技術(shù)可以充分的利用已知坐標以及GPS基準站觀測的信息數(shù)據(jù),并在相應的計算前提下,對基準網(wǎng)的時間范圍以及空間誤差改正模型準確獲取,借助測量點利用近似坐標,將測量點誤差差出,改正數(shù)并應用到觀測值,對時間、空間各方面的誤差有效消除,保證更加精準的定位,這項技術(shù)特點能夠有效估算不同參考站的非常參數(shù),并借助模型改正數(shù)流動站開展相應計算,和虛擬參考站技術(shù)存在很大不同,也有不同的誤差改正以及最后定位方法。
(3)主輔站技術(shù)。Leica公司首次將這一技術(shù)提出,這項技術(shù)是基于參考站網(wǎng)基礎(chǔ)上,向流動站傳輸觀測數(shù)據(jù)(代表整周未知數(shù)),如差分改正數(shù)等。這項技術(shù)主要運用的是非散射相位改正數(shù)以及單差散射相位改正數(shù)差分信息,并運用RTCM3.0版網(wǎng)絡信息。該項技術(shù)實質(zhì)上優(yōu)化了區(qū)域改正數(shù)技術(shù),使得通信負荷有效降低,達到了良好的網(wǎng)解作用。
(4)增強參考站技術(shù)。西南交通大學周樂濤博士首次提出增強參考站技術(shù),此項技術(shù)有效融合了MRS觀測數(shù)據(jù),同時在流動站差分定位過程當中將數(shù)據(jù)融入其中,并將基線解充分獲取,在處理數(shù)據(jù)以及傳輸方面,此項技術(shù)優(yōu)勢非常的突出。
(1)測區(qū)概況。研究區(qū)屬于中低山地帶,交通較為便利,地勢達到200m的比高,區(qū)內(nèi)分布微型的溝谷,地形具有明顯的構(gòu)造事變特征,相對復雜,達到45度的地面坡度,森林覆蓋率高[2]。
(2)礦區(qū)控制點測量。根據(jù)研究區(qū)的特點,對GPS1、GPS2和GPS3GPSE級點進行設(shè)置,當做已知控制點,各個控制點WGS84國家大地坐標系統(tǒng)大地高與平面坐標通過流動站進行測取,基于上述三個已知點,對轉(zhuǎn)換參數(shù)進行結(jié)算,對研究區(qū)的GPS4、GPS5…GPS20加密控制點成果坐標進行獲取,嚴格依照地質(zhì)礦產(chǎn)勘查相關(guān)規(guī)范開展相應的測量工作,測量精度以及工作方法符合相關(guān)要求。
(3)地質(zhì)點、槽探端點、坑道、鉆孔的測量。測設(shè)地質(zhì)點以及槽探端點根據(jù)地質(zhì)人員隨指隨測的原則開展測量工作。工作人員根據(jù)嚴格的作業(yè)程序開展鉆孔放樣,并嚴格根據(jù)坐標測定設(shè)計設(shè)定坑道口,并將兩個圖跟以及圖根點設(shè)置于坑道口,來對全站儀進行架設(shè),控制坑道的深度及其走向。
(4)數(shù)字化地形測量。礦區(qū)不同比例尺地形圖的主要運用地形測圖來獲取,確保礦區(qū)規(guī)劃和不同經(jīng)濟建設(shè)需要,應用CORS技術(shù)過程當中,在采集礦區(qū)大比例尺基本地形圖基礎(chǔ)上,進行模式更新,對新的作業(yè)模式進行設(shè)定。通過常規(guī)測圖手段進行測定時,需要對控制網(wǎng)點首先得進行設(shè)置,設(shè)置這些控制網(wǎng)過程當中,都是基于加密控制點以及圖跟控制點基礎(chǔ)上,對地形點以及地物點進行測定,來對平面圖進行繪制。隨著CORS技術(shù)的高速發(fā)展,能夠?qū)Ω骷壙刂泣c坐標及時高精度的獲取,尤其是運用CORS技術(shù)之后,不必再對各級控制點進行設(shè)置,作業(yè)工作人員,通過直接流動站,便可及時快速的對界址點、地物點、地形點等相關(guān)坐標進行測量,通過測圖軟件,便捷的將電子地圖測繪出來,利用繪圖儀以及計算機打印機將不同比例尺圖件輸出。
(5)作業(yè)精度統(tǒng)計。作業(yè)過程當中,精度檢測主要運用下面幾種方法:①將移動站架設(shè)在已知點,對數(shù)據(jù)進行采集,獲得坐標和正確值進行對比,對五個點進行檢測;②重復測定不同時段下特征點,對其差值進行比較,對這些點進行統(tǒng)計為25個;③之后運用拓普康602全站儀對兩地形相鄰的高差和距離進行檢測,共對35個點進行檢測。以上幾種方法共對65個點完成檢測工作,之后對其精度進行統(tǒng)計,達到了±0.02m的平面精度以及±0.05m的高程精度,工程精度符合相關(guān)要求。
(6)應用體會。CORS應用過程當中將GPS技術(shù)作用優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,可以強力的跟蹤測繪,減少人力物力方面的投入,還大幅提高了測量精度,具有很高的作業(yè)效率,在地形地勢一般情況下,通過此項技術(shù),能夠一次性對30km范圍完成高效測定工作,是傳統(tǒng)測繪工作當中“搬站”問題得到了有效解決,不僅效率高,而且還保證了精度要求,安全可靠,大幅控制和減少了各類誤差的出現(xiàn)。只要能夠確保CORS技術(shù)應用的基本條件,在30km范圍當中,都可運用此項技術(shù)高效率的開展測量工作。CORS技術(shù)這種過程當中,兩點之間不需要達到光學通視的效果,只需要將電磁波通視滿足即可。通視條件以及氣候環(huán)境等各方面因素不會對測量工作帶來較大影響。而利用傳統(tǒng)手段進行測繪工作當中,在遭遇復雜地形或者有障礙物存在時,無法滿足通視要求,便不能科學有效地開展測繪工作。而只要將CORS應用的基本條件所滿足,便可以利用此項技術(shù)高效率,高質(zhì)量的開展定位作業(yè),獲得精準全面的信息數(shù)據(jù)。此項技術(shù)能夠?qū)y繪內(nèi)外業(yè)方面的需求充分滿足。而且該技術(shù)運用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng),不需要人工手段進行控制,測繪功能多樣,可以滿足各種條件下的測繪需求,大幅提高了測繪效率和質(zhì)量。
然而此項技術(shù)在應用過程當中也存在一些限制,測繪工作在山區(qū)地帶應用較多,然而測繪工作過程當中必須要對信號盲區(qū)充分考慮,只有確保信號暢通,同時將首級控制成果以及觀測成果,整體進行聯(lián)測平差,就能大幅提高測量精度。
目前,CORS技術(shù)在我國尚處在初級應用階段,雖然很多領(lǐng)域都結(jié)合實際構(gòu)建了各種功能的CORS系統(tǒng),然而就實際應用進行分析,還有很大的不足存在,特別是目標建設(shè)較為單一,存在稀疏的網(wǎng)點,還有工作盲區(qū)存在,缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃的建網(wǎng),建網(wǎng)較為分散,不同省市都是自己進行規(guī)劃建設(shè),存在很大的局限性,不平衡。另外還缺乏資源共享,不同省市之間有著不同的數(shù)據(jù)鏈以及傳輸數(shù)據(jù)方式,如何解決資源共享問題,是當前的重中之重。還有在管理此系統(tǒng)方面,管理方案不統(tǒng)一,這是由于數(shù)據(jù)不同,保密級別和可靠性不同所導致。另外還有著不同的服務標準,技術(shù)標準也不統(tǒng)一,最其服務范圍造成很大影響,不利于大面積推廣應用,阻礙此項技術(shù)在國家經(jīng)濟建設(shè)當中發(fā)揮更大的作用。
CORS系統(tǒng)其技術(shù)優(yōu)勢非常的突出,在地質(zhì)測繪領(lǐng)域。發(fā)揮著十分重要的作用,目前已經(jīng)成為地質(zhì)信息信息化發(fā)展最為重要的組成內(nèi)容,因為經(jīng)濟社會發(fā)展做出了很大貢獻,為經(jīng)濟社會發(fā)展創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益與社會效益,并為城市化進程的高速推進打下了堅實的基礎(chǔ)。因此,未來還應當充分重視CORS技術(shù)研究工作,確保地質(zhì)測量工作當中此項技術(shù)的高效利用,將其作用優(yōu)勢最大程度的發(fā)揮,為各項工作的順利開展打下堅實的基礎(chǔ)。