基于CORS系統(tǒng)下GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

韓 濤 黃如金

日照市睿航地理信息工程有限公司，山東日照 276800

在當(dāng)前的工程測(cè)量作業(yè)過(guò)程中對(duì)于GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，與以往所用到的常規(guī)測(cè)量方法相對(duì)比而言，基于CORS系統(tǒng)之下的GPS測(cè)量技術(shù)能夠獲取更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，特別是在一些有著高精度要求的工程建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中，應(yīng)用這一項(xiàng)技術(shù)手段價(jià)值巨大。因而，為確保在工程測(cè)量作業(yè)中能夠?qū)PS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)價(jià)值最大程度的發(fā)揮出來(lái)，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合以工程實(shí)際情況來(lái)開(kāi)展測(cè)量工作，以期能夠推動(dòng)我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)的長(zhǎng)久、穩(wěn)定發(fā)展。

1 CORS的原理與優(yōu)勢(shì)

1.1 基本原理

CORS是建立在較大區(qū)域當(dāng)中，且保持均勻分布長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行GPS參考站點(diǎn)，組建為參考站網(wǎng)，每一個(gè)參考站均依據(jù)預(yù)先設(shè)置的采樣率開(kāi)展長(zhǎng)期觀測(cè)，利用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)來(lái)把實(shí)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至系統(tǒng)控制中心內(nèi)，而后控制中心便會(huì)針對(duì)各站點(diǎn)數(shù)據(jù)開(kāi)展預(yù)處理及分析評(píng)價(jià)。下一步將對(duì)所掌握的數(shù)據(jù)展開(kāi)求解計(jì)算，實(shí)時(shí)估測(cè)參考網(wǎng)內(nèi)有可能會(huì)出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差糾正項(xiàng)，掌握在特定區(qū)域當(dāng)中的誤差糾正模型，而后向用戶發(fā)出衛(wèi)星測(cè)控糾正數(shù)據(jù)，用戶僅需攜帶一臺(tái)GPS接受設(shè)備，便可及時(shí)掌握高精度的定位結(jié)果，CORS當(dāng)前所主流應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括了主輔站技術(shù)、虛擬參考站技術(shù)、區(qū)域糾正參數(shù)技術(shù)、綜合誤差內(nèi)插法技術(shù)等。

1.2 優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

CORS技術(shù)的應(yīng)用使得在特定區(qū)域內(nèi)所開(kāi)展的各項(xiàng)測(cè)繪工作實(shí)現(xiàn)了有機(jī)整合，構(gòu)建起了一個(gè)完備的整體，扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)GPS測(cè)量各自為戰(zhàn)的局面。與以往所采用的測(cè)量方式所不同的是，應(yīng)用CORS測(cè)量技術(shù)其最突出的優(yōu)勢(shì)價(jià)值即體現(xiàn)為：（1） 應(yīng)用連續(xù)基站用戶可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的觀測(cè)作業(yè)，應(yīng)用十分簡(jiǎn)便，對(duì)于工作效率的提升效果十分顯著；（2） GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍得到了極大的拓展應(yīng)用，覆蓋面積更加廣闊；（3） 針對(duì)差異性明顯的服務(wù)客戶應(yīng)用CPRS技術(shù)可提供以與之所需求精度相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息服務(wù)支持；（4） 用戶完全不用重新設(shè)置參考站，做到了真正意義上的單機(jī)測(cè)量，成本價(jià)值顯著；（5） 能夠給予一定區(qū)域內(nèi)的測(cè)繪作業(yè)一項(xiàng)統(tǒng)一的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，可由本質(zhì)上解決跨行業(yè)、跨部門間所存在著的坐標(biāo)系統(tǒng)差異性；（6） 能夠提供以遠(yuǎn)距離互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，還可為具有高精度測(cè)量需求的用戶提供以數(shù)據(jù)信息在線傳輸支持；（7） 具備有完備的數(shù)據(jù)監(jiān)督與控制系統(tǒng)，能夠有效減弱甚至完全去除各項(xiàng)干擾因素，并且還能夠獲取到更高精度且穩(wěn)定性更強(qiáng)的定位結(jié)果；（8） 采用穩(wěn)固的數(shù)據(jù)鏈通訊形式，可大幅度減輕噪音影響。

2 GPS測(cè)量技術(shù)原理

應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù)，衛(wèi)星主要是被用作為位置已知的空間觀測(cè)目標(biāo)，由此建立起無(wú)需地面測(cè)量點(diǎn)的后方交會(huì)，每一臺(tái)GPS接收設(shè)備均為單獨(dú)控制點(diǎn)，通過(guò)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解算處理來(lái)求出目標(biāo)點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)，并同時(shí)在多臺(tái)接收設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生出接收數(shù)據(jù)形成三角網(wǎng)形并參與平差解算，自由網(wǎng)本身沒(méi)有約束平差，通過(guò)計(jì)算求出地理空間坐標(biāo)點(diǎn)，而后將現(xiàn)已掌握的控制點(diǎn)實(shí)施約束平差獲取到北京54坐標(biāo)系。同時(shí)還應(yīng)注意所在測(cè)量地區(qū)的實(shí)際情況，一般需選用4臺(tái)以上的GPS接收設(shè)備來(lái)進(jìn)行聯(lián)組應(yīng)用，將兩臺(tái)儀器作為一組，成對(duì)布置GPS測(cè)量點(diǎn)。在確保網(wǎng)形準(zhǔn)確組建后，對(duì)于每一個(gè)GPS點(diǎn)均要確保達(dá)到理想化的通視效果，間距需保持在500m左右，以方便充當(dāng)今后全站儀導(dǎo)線點(diǎn)的起始點(diǎn)。GPS聯(lián)合測(cè)量及高等級(jí)導(dǎo)線均選用軟件平差求解計(jì)算。在做一段較長(zhǎng)距離的導(dǎo)線時(shí)便會(huì)發(fā)生投影變形情況，對(duì)投影的處理效果將會(huì)直接影響到控制網(wǎng)的精確性。

3 CORS系統(tǒng)中GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 控制測(cè)量

以往在工程測(cè)量作業(yè)過(guò)程中所用到的三角測(cè)量與導(dǎo)線測(cè)量方式，均需確保各測(cè)量點(diǎn)之間能夠達(dá)到良好的通視效果，耗時(shí)耗力，且精度難以得到有效保障，在開(kāi)展外業(yè)工作時(shí)也無(wú)法及時(shí)了解到測(cè)量的實(shí)際效果。采用常規(guī)的GPS測(cè)量技術(shù)則無(wú)需各測(cè)量點(diǎn)之間必須確保通視要求，可進(jìn)行多種不同測(cè)量精度需求的控制測(cè)量工作，但要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，無(wú)法滿足于實(shí)時(shí)性的定位需求，且測(cè)量精度也要在通過(guò)內(nèi)業(yè)處理以后才能夠掌握，一旦出現(xiàn)精度不足的情況就要再次重新測(cè)量。而通過(guò)應(yīng)用CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)，開(kāi)展控制測(cè)量工作不但可以及時(shí)了解定位信息，同時(shí)還可及時(shí)獲得測(cè)量精度，由此也便實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)量效率與質(zhì)量的全面提升。應(yīng)用CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)開(kāi)展實(shí)時(shí)定位測(cè)量工作一般其精度水平可達(dá)到厘米級(jí)別，因而，目前除了對(duì)于超高精度要求的控制測(cè)量依舊選用傳統(tǒng)的GPS靜態(tài)測(cè)量相對(duì)定位技術(shù)以外，在更多的控制測(cè)量作業(yè)過(guò)程中已經(jīng)開(kāi)始廣泛采用CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)。

3.2 地籍測(cè)量

地籍測(cè)量是對(duì)土地權(quán)屬界址點(diǎn)所在位置的精準(zhǔn)測(cè)量，以及為土地管理局等部門進(jìn)行大比例尺的地籍平面圖測(cè)量，測(cè)算土地面積。在開(kāi)展地籍測(cè)量工作中目前已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模的應(yīng)用基于CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)，對(duì)于這一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)施掌握與界址點(diǎn)相關(guān)的地物位置信息，且測(cè)量精度級(jí)別可達(dá)到厘米級(jí)別，完全符合于地籍測(cè)量的精度要求。然而需注意的是在一些衛(wèi)星信號(hào)與CORS基站點(diǎn)差分信號(hào)接收效果受到影響的區(qū)域內(nèi)，還應(yīng)當(dāng)同時(shí)輔助應(yīng)用測(cè)距儀、全站儀、經(jīng)緯儀等相關(guān)測(cè)量工具，并同時(shí)利用解析方法來(lái)開(kāi)展更加精細(xì)化的局部測(cè)量。

3.3 地形測(cè)圖

開(kāi)展這一項(xiàng)測(cè)量工作主要是為了滿足于在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于規(guī)劃區(qū)域當(dāng)中工程建設(shè)項(xiàng)目提供以不同比例尺的地形圖例。采用傳統(tǒng)的地形圖例測(cè)繪方式大多是首先進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)，而這一種類型的控制網(wǎng)大多是在國(guó)家高級(jí)別控制網(wǎng)點(diǎn)基礎(chǔ)上采取加密級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)。并最終依據(jù)加密控制點(diǎn)及圖跟控制點(diǎn)，來(lái)測(cè)量地物點(diǎn)及地形點(diǎn)在地形圖例中的所在位置同時(shí)依據(jù)特定的規(guī)律與符號(hào)來(lái)將其繪制為平面圖形。而通過(guò)對(duì)于CORS技術(shù)的應(yīng)用，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)控制點(diǎn)坐標(biāo)的高精度、快速化測(cè)量。尤其是采用CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)，甚至還可做到無(wú)需布設(shè)多級(jí)控制點(diǎn)，相關(guān)的作業(yè)人員直接采用流動(dòng)站點(diǎn)即能夠確定出較高精度水平的廠站測(cè)量界址、地形點(diǎn)與地物點(diǎn)等地理空間坐標(biāo)，應(yīng)用地形圖例測(cè)量軟件可直接完成對(duì)電子地圖的繪制。

3.4 城市規(guī)劃測(cè)量

在城市規(guī)劃測(cè)量工作當(dāng)中CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)同樣也有著大量的應(yīng)用，相較于以往所普遍用到的測(cè)量設(shè)備，其具備更高效率且精度更大的顯著優(yōu)勢(shì)。CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的建筑物定位、道路規(guī)劃、公共設(shè)施建設(shè)等多個(gè)方面，通過(guò)在放樣定位以后將定點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督檢查，這一系列的工作內(nèi)容均可由單人操作完成。把線路參數(shù)信息例如線路起點(diǎn)與重點(diǎn)位置的坐標(biāo)點(diǎn)、半徑、曲線轉(zhuǎn)角等輸入到測(cè)量設(shè)備外業(yè)控制器當(dāng)中，便可實(shí)現(xiàn)靈便的作業(yè)操控，不僅可以依據(jù)樁號(hào)來(lái)實(shí)施坐標(biāo)放樣，同時(shí)還能夠隨時(shí)互相交換。在放樣之時(shí)操作屏幕上也有指示標(biāo)志及時(shí)指出偏移位置與數(shù)量，以便更加準(zhǔn)確的移動(dòng)設(shè)備，直至完全符合于放樣精度即可。

3.5 變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用

隨著CORS系統(tǒng)的建立，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)施工項(xiàng)目的長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)、高效化監(jiān)測(cè)，能夠在重大災(zāi)害問(wèn)題發(fā)生之前及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。以往在對(duì)一些嚴(yán)重的工程項(xiàng)目開(kāi)展變形監(jiān)測(cè)工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)槭苤朴诮煌顩r、自然環(huán)境等多方面的干擾因素影響而使得采用一般性的測(cè)量設(shè)備難以確保達(dá)到較高的精度水平，且開(kāi)展長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)困難重重。而應(yīng)用基于CORS系統(tǒng)下的GPS測(cè)量技術(shù)，在監(jiān)測(cè)對(duì)象部位設(shè)置足量的觀測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)計(jì)算變形量，并在超出一定限制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)出警報(bào)提示，以便相關(guān)的管理人員及時(shí)采取必要的處理措施。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著CORS技術(shù)的不斷發(fā)展，其在當(dāng)前的工程測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)也得到了十分廣泛的應(yīng)用，不但可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目測(cè)量效率與質(zhì)量的全面提升，并且還可促使一部分生產(chǎn)力得到解放，因此有著較高的實(shí)用性價(jià)值。今后，還應(yīng)當(dāng)持續(xù)加強(qiáng)對(duì)CORS系統(tǒng)中具備較高精度水平的GPS測(cè)量技術(shù)開(kāi)展廣泛推廣與應(yīng)用，以便能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工程測(cè)量工作提供以必要的技術(shù)支持，不論是對(duì)于工程建設(shè)還是測(cè)量工作而言都有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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