HeNCORS在工程測量中的應用

開封市水利建筑勘察設計院 王學會

開封新區基礎設施建設投資有限公司 匡遠明

HeNCORS（河南省全球導航衛星連續運行參考站綜合服務系統）開創了省域內一種新的、連續性的測繪手段，在工程測量中得到了廣泛應用，并在應用中顯示出了很好的優越性。本文，筆者簡述了CORS的工作原理及其在一般工程測量中的應用，分析了CORS的優缺點，探討了使用中的一些體會，以期對同行有所參考。

一、CORS 的工作原理

連續運行參考站系統（CORS）集成了衛星定位、通訊、有線及無線網絡和氣象采集等技術，是一個不間斷的地面信息源采集系統,是坐標框架建設和維持的主要技術手段和基礎設施。系統由若干個固定的、連續運行的GPS參考站組成，利用現代計算機、數據通訊和互聯網技術組成了一個網絡。各個參考站按設定的采樣率連續觀測，通過數據通信系統實時的將觀測數據傳輸給系統控制中心，系統控制中心先對各個站的數據進行預處理和質量分析，對整個數據進行統一解算，實時估算出網內的各種系統誤差改正項，并獲得本區域的誤差改正模型，然后向用戶實時發送GPS改正數據，用戶只需1臺GPS接收機，便可實時得到可靠性和精度很高的定位結果。

二、HeNCORS 系統的運用

HeNCORS 系統和RTK（實時動態差分）實時衛星定位系統一樣，利用GPS差分定位技術，獲取實時差分定位解。用戶需在CORS中心購買一個用戶號，獲得一個CORS系統差分信息接收器，按月或按數據流量交納一定的使用費，就如同手機用戶，在移動或聯通購買一個電話卡。這樣CORS系統差分信息接收器就和手機一樣能接收來自移動或聯通的系統差分信息，再配置1臺雙頻GPS 衛星定位接收機，就能開始工作了。和以往的RTK技術一樣，因為地理條件的差異，每個項目都要一個坐標系統，這就需要計算WGS84 坐標系與我國Beijing54 坐標系的轉換參數。轉換參數可采取以下方法獲取：利用所在測區的4個以上已知點進行坐標系統的7 參數轉換，首先在WGS84 坐標下利用CORS 測出的各個點的WGS84 坐標，其次利用各個點的WGS84坐標及其相應的Beijing54 坐標及高程進行坐標轉換，來建立當地的CORS坐標系統。

有了HeNCORS 以后，就不需要架設參考站了，每臺雙頻GPS 衛星定位接收機都能作為流動站進行工作。設置好配置后，在流動站的工作狀態下，在得到流動站導航解后，打開CORS信息接收機，登錄HeNCORS信息系統平臺，即可接受來自CORS系統基站的實時差分信息。在獲取厘米級的實時RTK 定位解時，一般測量10個歷元的坐標平均值作為結果。

為使用HeNCORS系統獲得精度可靠的數據，作業過程中要嚴格按要求操作，具體如下。

1.網絡RTK測量前準備。

（1）流動站設置。作業前保證專用數據通訊卡不處于欠費停機狀態。觀測前按照HeNCORS 管理中心提供的有關參數及用戶名、密碼，對流動站手簿、通訊模塊進行設置（詳見各廠家儀器連接設置）；進行接收機、手簿控制器及網絡控制中心之間的數據鏈接與傳輸檢查。

（2）平面坐標的求取。HeNCORS 系統的基準坐標采用的是CGCS2000 坐標系，用戶若需要求取平面坐標（80 或54 坐標），應將CGCS2000 成果提供給HeNCORS 管理中心進行統一轉換，或根據項目設計的指標利用測區控制點進行轉換7 參數的求取。根據已有控制點的平面坐標（80或54坐標），計算三維約束平差即可求得經緯度坐標。進行轉換7參數的求取或點校正，計算7 參數求取的點宜均勻分布，點數不少于3 個，越多越好。點校正選用的控制點必須覆蓋測區且不少于4個，點校正后的平面坐標轉換的殘差應≤2 cm。

（3）高程的獲得。用戶作業采集點的高程h，可由HeNCORS使用的河南省似大地水準面模型改正獲得：將測量得到的點位大地高H，進行高程異常τ改正，公式為h=H-τ，該模型為武漢大學測繪學院李建成教授確定，全省模型精度統一為2.5 cm。

2.網絡RTK測量。

（1）流動站作業建議。流動站觀測應符合下列條件：衛星高度截止角≥15°。有效的觀測衛星數≥6顆，PDOP值≤6，流動站接收機、手簿及網絡控制中心之間的鏈接正確，觀測站不宜設在隱蔽地帶、成片水域和強電磁波干擾源附近。

（2）測量時常見問題的處理。用戶長時間不能獲得固定解時，多半因為聯通APN平臺通訊狀況不好、附近參考站數據不穩定或流動站所在解算單元解算情況不理想所致，同時可將現場情況向反映給HeNCORS管理中心。首先斷開通訊鏈接，重啟接收機后再次進行初始化操作。重試次數超過3次仍不能獲得固定解時應取消本次測量，對現場觀測環境和通訊鏈接進行分析，可選擇現場附近觀測和通訊條件較好的位置重新進行初始化操作。測量時，采用“首次固定不記錄，二次固定再記錄”的方法，避免流動站接收機首次鎖定衛星獲得初始化后，因錯誤的整周模糊度，影響測量結果。

3.控制點觀測的要求。利用網絡RTK 技術施測一、二級及圖根GPS控制點時，必須采用腳架對中的方式；天線高的量測應精確到毫米，開始作業前天線高應重復量測兩次，兩次較差應≤3 mm，取兩次測量平均值。測后應再次量測天線高，量測值與測前平均值較差應≤3 mm；所有的觀測均應在RTK固定解穩定后進行。堅持“首次固定不記錄，二次固定再記錄”，每點應觀測4個測回，每測回需重新初始化，每次至少采集數據20～30 個歷元；內業應對各測回結果進行粗差剔除，觀測點的最終成果為剔除粗差后各測回的平均值。

三、HeNCORS 系統運用的優點

1.應用HeNCORS系統進行測繪工作，不需要架設參考站，1個工作人員可以配置1臺GPS接收機，在以往工作中作為參考站的儀器也可以作為流動站使用，不僅提高了儀器的使用效率，還節省了人力。

2.HeNCORS能支持常用的多款GPS接收機，范圍廣泛，能不斷進行系統升級，以適應不斷進步的現代測量技術。

3.HeNCORS作為高精度的RTK作業方式，在工程測量中能替代全站儀和測距儀，又因其坐標的實時性，在進行斷面測量時，利用儀器中的放樣功能能實時地得到斷面上各點的起點距及高程。

4.在地形圖測量中，利用CORS 測出每個特征點的坐標，對每個特征點按繪圖軟件要求編號儲存，回到室內后導出數據即可成圖，也可按外業描繪的草圖成圖。

5.HeNCORS 采用連續運行的工作方式，對基礎設施的沉降觀測、水土保持檢測等需要連續觀測的項目能實時反映監測站的變化情況，為研究部門提供及時準確的信息。

四、HeNCORS 系統的應用技巧

1.在進行坐標系統轉換時，應盡量采用4 個以上的已知點，已知點應包括整個測區。在完成坐標轉換采用新的坐標系統進行工作前，應對測區的已知點進行校核，將利用CORS系統測出的坐標和已知點坐標進行比較，看兩者是否在誤差允許范圍內。

2.當外業工作時，如果CORS接收機開機后長時間不能登錄CORS 網絡，可以先關機重新連接登錄CORS 網絡，如果一直都沒有CORS基站信號，可以打電話向CORS中心咨詢附近基站是否有什么意外。

3.個別點位遠離基站的地區，不能很好地接收CORS 信息，可以在WGS84 坐標系統下進行靜態定位觀測，采集最少10 min的觀測數據，頻率為5 s一個歷元。采集好的數據可以通過因特網發送給CORS中心，請求中心的幫助。CORS中心可以應用精密星歷進行數據處理，得出這些點的精確坐標。

五、HeNCORS 需改進的地方

1.在HeNCORS 系統中，CORS 系統參考站的差分信息是通過電信網絡傳輸到流動站的CORS信息接收器中。由于CORS信息接收機的不完善，接收電信信息的能力不強，在很多地方，如集鎮等有大面積障礙物的區域，都有可能接收不到CORS系統的實時差分信息。在這些地方可能就不能應用CORS系統進行工作。

2.對于在大片水域上的作業，CORS接收機和其他RTK接收機一樣，大片水面的多路徑反射效應對GPS接收機有影響，當接收機在工作時，雖然能接收到基站發射的差分信息，但由于流動站接收衛星信號時受到了大片水面多路徑反射效應的影響，不能得到厘米級的實時定位解。

六、結論

CORS為各類工程測繪工作提供了一個統一的基準，是目前國內乃至全世界GPS 的新技術和發展趨勢。隨著GPS 的普及，CORS的應用領域也將更為廣泛。