论文部分内容阅读
[摘 要]CORS系统将网络技术、计算机技术和无线通信技术的特点进行综合,能够实现数据快速采集和稳定传输,使矿山快速精确测量成为可能。目前CORS系统已经被广泛应用到环境监测、矿山测量、城市规划以及地籍管理等行业中,本文就CORS系统在矿山测量中的应用进行阐述,希望能够为相关工作人员提供参考。
[关键词]CORS系统;矿山测量;构建
中图分类号:TE877 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)34-0219-01
引言
CORS系统通过建立测量物体的三维坐标,为测量物体提供实时精确的定位。CORS系统建成后能够及时获取矿山位置和其它各项信息的变化情况,能够满足用户对快速定位和导航的要求,在矿山中建立CORS系统具重要意义。因此,加强对CORS系统的研究,对进一步发挥其在矿山测量中的作用具有重要意义。
1 CORS系统组成及工作原理
1.1 CORS系统的组成
CORS系统主要包括四个部分,即参考站、数据处理中心、通信系统和用户系统,其中通信系统用来完成其它各个系统之间的链接,使CORS系统的四个部分协同工作。1)参考站:一个参考站主要由接收机、天线、机柜和电源等几部分构成,主要完成对卫星数据的采集和记录;2)数据处理中心:主要由服务器、数据记录设备、传输设备以及电源等部分组成,完成对用户数据的管理和分析;3)通信系统:通信系统有两个部分组成,一个部分负责跟用户之间的通信,一个部分负责跟参考站之间的通信,系统中只要将CORS系统中的数据中心跟网络连接在一起,用户就能够非常方便的获得数据中心中提供的数据;4)用户系统:主要由接收机、天线和通信模块三部分组成,其中接收机负责数据的存储和分析,天线负责数据的接收,通信模块负责数据的传输。
1.2 CORS系统的工作原理
用户借助相应的接收机,可以接收到CORS系统中传送的数据,能够接收到来自CORS卫星系统的信号,并且通过接收机向卫星系统发送请求信号。系统在接收到用户的相应请求之后,要对其权限进行验证,验证通过后,将用户的请求数据实时传送到用户接收机,用户就可以接收到卫星实时定位数据。在矿山测量中,通过流动站采集到所要测量物体的空间位置信息,并且将其测量记录保存在数据处理中心,然后通过PFP软件将数据导出,得到标准的SHP格式数据,极大的提高了矿山测量的效率,同时降低了测量人员的劳动强度。
2 矿山测量CORS系统的建设
2.1 CORS系统测量的内容
CORS系统测量内容如下:1)控制测量:测量内容包括矿山的平面控制测量、高程控制测量和三维控制测量三个部分,主要目的是为了建设矿山控制网,以完成矿山的地形测图;2)边坡变形测量:CORS系统能够全天候实现对矿山信息的检测,为矿山边坡稳定性分析提供准确的数据支持;3)地形测量:完成对矿区CORS网系统的建设,就能够实现对矿山地形的实时测量,提高矿区地形图的测量过程中的效率;4)储量测量:CORS系统建设完成后只需在控制点位置停留几秒,就能够方便的获得该控制点的精确坐标,进而获得较精确的储量计算;5)绘制大比例尺地形图:CORS系统将测量范围扩大,进行矿山测量时,只需在矿山范围内建立几个永久参考站,工作过程中它们同时向用户提供信息,保证了用户接受数据的定位精度。
2.2 數据中心建设
数据中心是CORS系统中进行数据处理的主要部分,其功能是完成对数据的计算和存储等。为了保证系统运行的可靠性和连续性,设计时用两台计算机进行数据处理,并且分别放置在不同的地方。两台计算机上均安装GPS网络软件,如果一台计算机工作过程中出现故障,另一个计算机就会快速启动,完成数据处理工作。数据中心还要一台专门用于数据分发的计算机,用于向用户发送相应的请求信息。
3 CORS系统在矿山测量中的应用
3.1 建立CORS系统的依据
建设过程中需要遵循以下几个方面的原则:1)系统绘制的整个矿山图形应该有足够数量的独立观测边,使得到的图形为一个完整的闭合图形,进而提高观测质量;2)能够有相互重合的定位点,以便于对矿山中待测点坐标的推算;3)GPS网点要选择视野比较开阔的地方,周围无高大建筑物遮挡信号。
3.2 系统建设要求
系统建设的具体要求如下:1)参考站在无人看守的情况下,全年正常运行概率要能够超过95%;2)各参考站要设置备用电源,一旦电源发生断电要能够及时起到相应的备用电源;3)操作人员能够通过对数据中心完成对参考站中各项信息的设定和控制;4)接收机具备足够大的存储空间。
3.3 测量作业流程
矿山测量过程中主要采用的设备包括GPS接收机、手薄以及用来进行数据传输的手机和通讯线。1)内业设置:一般情况下,常采用点校正的方式完成两个坐标方式的转换,因此需要在测量矿区中选择不同的点完成坐标校正工作,点的位置要均匀的分布在需要测量的矿山范围内,点校正完成之后就可以进行数据采集工作,矿山测量范围内的平面坐标则显示在相应的手薄上。在测量过程中,在矿区选择控制点用来完成对CORS系统中的坐标转换。2)外业测量:首先要打开CORS系统,完成跟卫星定位系统的连接,然后再打开工作手薄,建立手薄跟接收机之间的数据通讯,最后启动完成测量所需要的软件,进行测量文件的设置。软件初始化完成后进行矿山数据的测量,将手薄中存储的数据复制到计算机,之后就可以对数据和图形进行相应处理。
4 影响CORS系统测量精度的因素分析
4.1 卫星影响因素
CORS系统在定位过程中需要GPS卫星系统的辅助,所以卫星钟差、星历误差以及相对论等效应都会对其定位精度产生一定程度的影响。因此,为了提高CORS系统的定位精度,必须对卫星的星历误差进行修正,目前常采用的修正方法有数学模型法和观测值线性组合方法等。
4.2 信号传播影响因素
CORS系统在运行过程中采用无线信号传播方式,测得的数据信息在空气中传播时要受电离层折射、对流层折射以及多路径效应等因素的影响。无线电信号在电离层传播时,相当于给电离层附加了一个外带磁场,使电磁层中存在的大量带电粒子产生振动,并且其辐射场跟原有信号场进行叠加,影响该层对信号的折射指数,导致信号传播的路径和速度发生很大程度的变化。目前常见的方法有:选择合适的位置建立参考站、在接收机处安装抑制板、通过建立相应模型减弱系统中多路效应的影响。
結语
CORS系统能够为用户提供快速准确的定位服务,目前被广泛应用在测量学中,它还可以提供准确的矿产储量信息,成为矿山开发和保护方案制定的基础。为了更好的发挥CORS系统在矿山测量中的优势,要深入研究其应用过程中的影响因素,提高系统运行的准确程度,为矿山测量工作提供更大的便利。
参考文献
[1] 尚洪俊.CORS系统的构建及其在矿山测量中的应用[D].中国地质大学(北京),2014.
[2] 吴河松.CORS系统的构建及其在矿山测量中的应用初探[J].江西建材,2017,11:217-218.
[3] 方海鹏.CORS系统的构建及其在矿山测量中的应用[J].山西化工,2017,02:90-92.
[4] 李晓亮.CORS系统的构建与应用[D].中国地质大学(北京),2014.
[关键词]CORS系统;矿山测量;构建
中图分类号:TE877 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)34-0219-01
引言
CORS系统通过建立测量物体的三维坐标,为测量物体提供实时精确的定位。CORS系统建成后能够及时获取矿山位置和其它各项信息的变化情况,能够满足用户对快速定位和导航的要求,在矿山中建立CORS系统具重要意义。因此,加强对CORS系统的研究,对进一步发挥其在矿山测量中的作用具有重要意义。
1 CORS系统组成及工作原理
1.1 CORS系统的组成
CORS系统主要包括四个部分,即参考站、数据处理中心、通信系统和用户系统,其中通信系统用来完成其它各个系统之间的链接,使CORS系统的四个部分协同工作。1)参考站:一个参考站主要由接收机、天线、机柜和电源等几部分构成,主要完成对卫星数据的采集和记录;2)数据处理中心:主要由服务器、数据记录设备、传输设备以及电源等部分组成,完成对用户数据的管理和分析;3)通信系统:通信系统有两个部分组成,一个部分负责跟用户之间的通信,一个部分负责跟参考站之间的通信,系统中只要将CORS系统中的数据中心跟网络连接在一起,用户就能够非常方便的获得数据中心中提供的数据;4)用户系统:主要由接收机、天线和通信模块三部分组成,其中接收机负责数据的存储和分析,天线负责数据的接收,通信模块负责数据的传输。
1.2 CORS系统的工作原理
用户借助相应的接收机,可以接收到CORS系统中传送的数据,能够接收到来自CORS卫星系统的信号,并且通过接收机向卫星系统发送请求信号。系统在接收到用户的相应请求之后,要对其权限进行验证,验证通过后,将用户的请求数据实时传送到用户接收机,用户就可以接收到卫星实时定位数据。在矿山测量中,通过流动站采集到所要测量物体的空间位置信息,并且将其测量记录保存在数据处理中心,然后通过PFP软件将数据导出,得到标准的SHP格式数据,极大的提高了矿山测量的效率,同时降低了测量人员的劳动强度。
2 矿山测量CORS系统的建设
2.1 CORS系统测量的内容
CORS系统测量内容如下:1)控制测量:测量内容包括矿山的平面控制测量、高程控制测量和三维控制测量三个部分,主要目的是为了建设矿山控制网,以完成矿山的地形测图;2)边坡变形测量:CORS系统能够全天候实现对矿山信息的检测,为矿山边坡稳定性分析提供准确的数据支持;3)地形测量:完成对矿区CORS网系统的建设,就能够实现对矿山地形的实时测量,提高矿区地形图的测量过程中的效率;4)储量测量:CORS系统建设完成后只需在控制点位置停留几秒,就能够方便的获得该控制点的精确坐标,进而获得较精确的储量计算;5)绘制大比例尺地形图:CORS系统将测量范围扩大,进行矿山测量时,只需在矿山范围内建立几个永久参考站,工作过程中它们同时向用户提供信息,保证了用户接受数据的定位精度。
2.2 數据中心建设
数据中心是CORS系统中进行数据处理的主要部分,其功能是完成对数据的计算和存储等。为了保证系统运行的可靠性和连续性,设计时用两台计算机进行数据处理,并且分别放置在不同的地方。两台计算机上均安装GPS网络软件,如果一台计算机工作过程中出现故障,另一个计算机就会快速启动,完成数据处理工作。数据中心还要一台专门用于数据分发的计算机,用于向用户发送相应的请求信息。
3 CORS系统在矿山测量中的应用
3.1 建立CORS系统的依据
建设过程中需要遵循以下几个方面的原则:1)系统绘制的整个矿山图形应该有足够数量的独立观测边,使得到的图形为一个完整的闭合图形,进而提高观测质量;2)能够有相互重合的定位点,以便于对矿山中待测点坐标的推算;3)GPS网点要选择视野比较开阔的地方,周围无高大建筑物遮挡信号。
3.2 系统建设要求
系统建设的具体要求如下:1)参考站在无人看守的情况下,全年正常运行概率要能够超过95%;2)各参考站要设置备用电源,一旦电源发生断电要能够及时起到相应的备用电源;3)操作人员能够通过对数据中心完成对参考站中各项信息的设定和控制;4)接收机具备足够大的存储空间。
3.3 测量作业流程
矿山测量过程中主要采用的设备包括GPS接收机、手薄以及用来进行数据传输的手机和通讯线。1)内业设置:一般情况下,常采用点校正的方式完成两个坐标方式的转换,因此需要在测量矿区中选择不同的点完成坐标校正工作,点的位置要均匀的分布在需要测量的矿山范围内,点校正完成之后就可以进行数据采集工作,矿山测量范围内的平面坐标则显示在相应的手薄上。在测量过程中,在矿区选择控制点用来完成对CORS系统中的坐标转换。2)外业测量:首先要打开CORS系统,完成跟卫星定位系统的连接,然后再打开工作手薄,建立手薄跟接收机之间的数据通讯,最后启动完成测量所需要的软件,进行测量文件的设置。软件初始化完成后进行矿山数据的测量,将手薄中存储的数据复制到计算机,之后就可以对数据和图形进行相应处理。
4 影响CORS系统测量精度的因素分析
4.1 卫星影响因素
CORS系统在定位过程中需要GPS卫星系统的辅助,所以卫星钟差、星历误差以及相对论等效应都会对其定位精度产生一定程度的影响。因此,为了提高CORS系统的定位精度,必须对卫星的星历误差进行修正,目前常采用的修正方法有数学模型法和观测值线性组合方法等。
4.2 信号传播影响因素
CORS系统在运行过程中采用无线信号传播方式,测得的数据信息在空气中传播时要受电离层折射、对流层折射以及多路径效应等因素的影响。无线电信号在电离层传播时,相当于给电离层附加了一个外带磁场,使电磁层中存在的大量带电粒子产生振动,并且其辐射场跟原有信号场进行叠加,影响该层对信号的折射指数,导致信号传播的路径和速度发生很大程度的变化。目前常见的方法有:选择合适的位置建立参考站、在接收机处安装抑制板、通过建立相应模型减弱系统中多路效应的影响。
結语
CORS系统能够为用户提供快速准确的定位服务,目前被广泛应用在测量学中,它还可以提供准确的矿产储量信息,成为矿山开发和保护方案制定的基础。为了更好的发挥CORS系统在矿山测量中的优势,要深入研究其应用过程中的影响因素,提高系统运行的准确程度,为矿山测量工作提供更大的便利。
参考文献
[1] 尚洪俊.CORS系统的构建及其在矿山测量中的应用[D].中国地质大学(北京),2014.
[2] 吴河松.CORS系统的构建及其在矿山测量中的应用初探[J].江西建材,2017,11:217-218.
[3] 方海鹏.CORS系统的构建及其在矿山测量中的应用[J].山西化工,2017,02:90-92.
[4] 李晓亮.CORS系统的构建与应用[D].中国地质大学(北京),2014.