CORS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

蔡元最

摘 要：CORS因具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強和覆蓋率廣等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其中，在工程測量中的應(yīng)用最為普遍?；诖耍疚氖紫雀攀鯟ORS系統(tǒng)的構(gòu)成、特點、優(yōu)點、分類及其應(yīng)用價值，然后探究CORS技術(shù)在工程中的具體應(yīng)用，為革新和推廣這項技術(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：CORS測量技術(shù)；工程測量；具體應(yīng)用

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）17-0088-02

Application of CORS Measurement Technology in Engineering Survey

CAI Yuanzui

Abstract： CORS has been widely used in various fields because of its advantages of simple operation， low cost， high precision， high real-time and wide coverage， among which the application of engineering survey is the most common. Based on this， this paper first outlined the composition， characteristics， advantages， classification and application value of CORS system， and then explored the specific application of CORS technology in engineering， and provided a reference for the innovation and promotion of this technology.

Keywords： CORS measurement technology；engineering measurement；specific application

CORS技術(shù)作為一種連續(xù)性的運行衛(wèi)星的定位服務(wù)綜合管理系統(tǒng)，其是在網(wǎng)絡(luò)RTK差分技術(shù)上創(chuàng)造開發(fā)出來的新型系統(tǒng)。這種技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于城市規(guī)則測繪、氣象預報、地震監(jiān)測和交通導航等各個方面，其在工程測量中的應(yīng)用則是最主要的應(yīng)用方向。

1 CORS系統(tǒng)的構(gòu)成

CORS系統(tǒng)作為導航衛(wèi)星客戶端，主要涵蓋5個構(gòu)件，主要為由活動單基準站升級為固定網(wǎng)絡(luò)集群基準站組、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)和用戶應(yīng)用系統(tǒng)。每個基準站負責對衛(wèi)星信號進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)捕獲和歷元信息采集。數(shù)據(jù)處理中心則要對獲得的基準站組及用戶端各種信息進行科學高效的數(shù)據(jù)處理和分流，并清楚明確地掌握每個用戶端的設(shè)備運行情況，生成虛擬參考站。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是把各個基準站的GPS觀測信息和數(shù)據(jù)通過光纖的形式完成傳遞，在信息數(shù)據(jù)抵達監(jiān)控中心之后再進行一次數(shù)據(jù)分析，從而把系統(tǒng)差分信息有效傳遞給各個用戶。數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)是向每個用戶發(fā)送相應(yīng)的定位導航信息數(shù)據(jù)，保證用戶及時收到系統(tǒng)信息，并有效監(jiān)控和定位信息。

2 CORS的特點及優(yōu)勢

CORS系統(tǒng)綜合運用了衛(wèi)星定位、計算機信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信等高新技術(shù)，并充分發(fā)揮了各項技術(shù)的優(yōu)勢和特點。其不僅可以輔助測繪城市基準框架，也可以自動、實時、持續(xù)提供高精度的空間信息與時間信息，為區(qū)域管理與科學決策提供良好的基礎(chǔ)。CORS系統(tǒng)也可以在服務(wù)過程中充分利用RTK差分技術(shù)，實現(xiàn)自動化的數(shù)據(jù)記錄和差分解計算，并能根據(jù)實際情況對坐標進行轉(zhuǎn)化，為用戶提供厘米級定位精度。RTK差分技術(shù)由單一基準站及客戶流動站端組成，參考站與流動站之間的距離不斷加大時，其精度可靠性也隨之降低，作業(yè)距離一般不超10km。CORS-RTK技術(shù)是一種全新的技術(shù)，一定范圍內(nèi)布設(shè)多個基準站，在這個范圍內(nèi)形成一個全方位的網(wǎng)狀覆蓋，并通過連續(xù)跟蹤和觀測，建立起一個精確的誤差改正模型，通過虛擬參考站技術(shù)，使范圍內(nèi)定位精度滿足要求。CORS的基準站可以及時采集衛(wèi)星觀測的數(shù)據(jù)，并快速傳送給數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心作為CORS系統(tǒng)的核心單元，其能在很大程度上決定高精度動態(tài)定位的精確度，也是實時解算流動站相關(guān)定位數(shù)據(jù)的重要保證。

3 CORS的分類

CORS一般可以分為單基站的CORS、多基站的CORS和網(wǎng)絡(luò)化的CORS。單基站的CORS只設(shè)置一個連續(xù)的運行站，一般為一加一或是一加多個RTK，連續(xù)運行基準站代替普通的基準站，而這個基站具有借助軟件實現(xiàn)實時監(jiān)控的作用，并對靜態(tài)數(shù)據(jù)進行保存，發(fā)送有關(guān)的差分信息。多基站的CORS是分布在一定范圍內(nèi)的多個連續(xù)基站所形成的整體，每個基站都是獨立系統(tǒng)，且都有各種控制軟件自動化的計算，并把距離相近的基站的差分數(shù)據(jù)及時傳送給流動站。網(wǎng)絡(luò)的CORS可以利用一套特殊的軟件，對分布在其區(qū)域內(nèi)的多個基站坐標和觀測數(shù)據(jù)進行誤差更正，盡可能提高數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

4 CORS的實際應(yīng)用價值

CORS系統(tǒng)能在各種工程測量工作中體現(xiàn)出應(yīng)用價值。CORS技術(shù)可以為用戶提供真實可靠、完整翔實的數(shù)據(jù)信息，也可以提供各種需求的差分定位數(shù)據(jù)信息，為城市道路建設(shè)、交通導航提供良好的發(fā)展條件，也可以實時監(jiān)測自然災(zāi)害和惡劣天氣，有效分析天氣變化、統(tǒng)計降水量數(shù)據(jù)、計算溫差等。CORS技術(shù)已經(jīng)在電力行業(yè)與信息通信行業(yè)中發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢和作用，其在水利建設(shè)和工程測量中的重要作用也逐漸凸顯出來。

5 CORS技術(shù)在工程測量工作中的具體應(yīng)用

5.1 有效控制測量方法

CORS技術(shù)在工程測量工作中的重要應(yīng)用之一就是能控制工程的常規(guī)測量。如何快速高效地提供城市的控制點已經(jīng)成為我國城市建設(shè)和發(fā)展的重要工作之一。常規(guī)的控制測量通常包括導線測量、GPS靜態(tài)和快速靜態(tài)定位測量。導線測量需要點間通視，不僅費時費力，而且進度較慢，在外業(yè)完成后無法獲取測量成果的精度。GPS靜態(tài)和快速靜態(tài)定位測量不需要點間通視，但要經(jīng)過比較煩瑣的數(shù)據(jù)處理，無法實施獲取定位精度，在完成內(nèi)業(yè)后如果精度不符合相關(guān)標準，則需要返工。應(yīng)用RTK技術(shù)的CORS系統(tǒng)則既可以實時掌握定位的結(jié)果，也可以明確定位精度，在一定程度上提高了作業(yè)效率和質(zhì)量。基于網(wǎng)絡(luò)化RTK技術(shù)的CORS系統(tǒng)，其定位精度可以達到厘米級，能體現(xiàn)出良好的測量控制效果。

5.2 大比例尺的帶狀測圖

工程測量通常要使用大比例尺的工程地形圖，并在布設(shè)測圖的控制網(wǎng)后進行有針對性的碎部測量。傳統(tǒng)的測量方法是利用測量區(qū)域內(nèi)已有的控制點來進行全站儀的施測，其對通視的要求相對較高，在地形比較復雜或是建筑物比較密集的區(qū)域，頻繁設(shè)站會導致作業(yè)效率及觀測精度下降。傳統(tǒng)的RTK技術(shù)要將基站設(shè)置在已知點上，如果測量區(qū)內(nèi)沒有已知點或者已知點不理想，則有可能導致基站失效，影響整個作業(yè)進度。另外，隨著移動站與基站距離的增加，定位精度隨之降低。根據(jù)實際應(yīng)用經(jīng)驗，基站的理想覆蓋范圍為10km半徑內(nèi)。CORS技術(shù)克服了傳統(tǒng)測量手段和RTK的缺點，其有效作業(yè)半徑根據(jù)緯度高低可達20～70km[1]。CORS技術(shù)在一定程度上轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)測圖思維，提高了測圖工作的效率和定位精度，確保多基站可以協(xié)同工作，也保證了連續(xù)作業(yè)的穩(wěn)定有序。對于精確度要求不高的工程測圖來說，可將CORS終端搭載在交通工具上進行實時、連續(xù)的數(shù)據(jù)采集，從而大大提高作業(yè)效率。

5.3 地形測圖

地形測圖是為礦區(qū)、城市和各種工程提供輔助施工的各種地形圖，可以滿足城市規(guī)劃和經(jīng)濟建設(shè)需求。常規(guī)的測圖方法通常是先布設(shè)控制網(wǎng)點，這種控制網(wǎng)一般是在國家高等級控制網(wǎng)點的基礎(chǔ)上加密次級控制網(wǎng)點，最后依據(jù)加密的控制點和圖根控制點，測定地物點和地形點在圖上的位置，并按照一定的規(guī)律和符號繪制成平面圖。應(yīng)用了CORS技術(shù)的地形測圖可以不布設(shè)控制點，由作業(yè)員直接操作流動站即可實現(xiàn)快速、高精確度地測定地形點和坐標，再利用現(xiàn)代化的測圖軟件，通過一次性的野外測量工作就能獲得測繪出的電子地圖，再借助計算機、繪圖儀和打印機等設(shè)備輸出與生成各種比例尺的測圖圖件即可。

5.4 斷面測量

工程的斷面圖需要依據(jù)斷面外業(yè)的觀測數(shù)據(jù)繪制而成，其能直觀準確地反映出地面起伏情況，是工程設(shè)計與施工的重要依據(jù)，也是工程設(shè)計的基礎(chǔ)性文件。在道路工程中線放樣過程中，傳統(tǒng)測量方法常用全站儀進行，放樣過程中同時測定了中心樁的高程，一定程度上提高了效率，但不可避免地受到通視情況的影響和頻繁搬站的約束。CORS技術(shù)可以采集樁位斷面的地形數(shù)據(jù)，并借助各種繪圖軟件第一時間繪制出斷面圖，極大提高工作效率，且操作簡潔、經(jīng)濟效益高。

6 結(jié)語

在工程測量中廣泛使用和推廣CORS技術(shù)，可以提高定位精度、作業(yè)效率、可靠性，實現(xiàn)低成本，有利于推進工程測量的模式革新與思維創(chuàng)新，能為城市建設(shè)、工程施工和水利建設(shè)等各方面建設(shè)工程提供較大的經(jīng)濟效益和社會效益，對推動城市化建設(shè)與促進經(jīng)濟發(fā)展起到關(guān)鍵作用。

參考文獻：

[1]韓濤，黃如金.基于CORS系統(tǒng)下GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用[J].智能城市，2018（4）：50-51.