淺談CORS技術在公路工程測量中的應用

摘要：在公路工程建設中，由于受地形條件的限制，傳統的測量方法工作效率低。CORS技術系統下的網絡RTK技術顯現出了極大的優越性。本文介紹了CORS基本理論，對CORS技術系統在公路工程測量中的應用做了分析闡述。

關鍵詞：CORS技術系統技術；公路工程；測量

1 CORS技術系統概述

1.1 CORS技術系統

基于全球衛星定位導航系統（GNSS）的連續運行參考站網絡（CORS）是基于數據通信網絡的、態連續的，同時也是實時、快速、高精度地獲取空間數據和地理特征的現代信息基礎設施之一。CORS技術系統由參考站系統、數據處理中心系統、數據通信系統和用戶應用系統四部分組成。各系統通過數據通信系統連接起來構成了一個局域網。利用CORS提供的實時定位服務，可以減輕測量工作者的勞動強度，提高測量的工作效率和觀測成果精度。與此同時它的建成為區域測繪工作提供了統一的測繪基準。

1.2 CORS技術系統工作原理

CORS技術系統工作原理是利用GNSS導航定位技術，在一定范圍內根據需求按一定距離建立長年連續運行的若干個固定GNSS參考站，利用計算機、數據通信和互聯網絡技術將各個參考站與數據中心組成網絡，由數據中心從參考站采集數據，利用參考站網絡軟件進行處理，然后向各種用戶自動地發布不同類型的GNSS原始數據、各種類型RTK改正數據等。用戶只需要一臺GNSS接受機，進行野外作業時，即可進行mm級、cm級、dm級、m級的，準實時、實時、快速定位、事后定位或導航定位。

2 CORS技術系統在公路工程測量中的應用

傳統的公路勘測工作辛苦且繁瑣，存在著勘測周期長、工作效率低等諸多問題。CORS應用于公路工程工程測量，主要包括采用網絡RTK進行帶狀地形圖的繪制，公路工程中線的測設，公路工程縱、橫斷面圖測量等。

2.1 繪制大比例尺帶狀地形圖的應用

在公路工程選線時通常是在大比例尺（1：1 000或l：2000）帶狀地形圖上進行。用傳統方法測圖，要先進行控制測量，然后進行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。傳統的地形控制測量采用三角網、導線網得方法來實測，這些方法最大的缺點就是受地形條件影響較大，要求相鄰控制點間必須通視。在技術規范中對圖形、邊長有相應的要求，在野外踏勘、選點、埋設標記過程中花費大量的人力和物力。與此同時在外業施測過程中不能實時知道導線的精度是否滿足技術要求。外業完成后回到室內進行平差處理后，一旦不滿足技術要求須返工重測。用ONSS靜態模式進行控制測量為了保證控制網的精度和可靠性，需要加強控制網的幾何強度，增加閉合條件，延長觀測時間取得大量冗余觀測。

GNSS網絡RTK技術打破了常規的RTK中流動站和參考站距離較近的限制，增大了流動站與參考站的作業距離。用戶作業范圍可擴大到50-70KM，甚至更遠，并且能夠完全保證精度。利用CORS下網絡RTK進行測圖，真正意義上的改變了傳統的先控制后碎部的測圖模式。這種作業模式是利用幾個永久的參考站同時向流動站發送差分信息，極大的提高了流動站點位精度。在一些舊路改造的工程中，在精度要求允許的情況下，可以將GNSS天線和數據電臺天線固定在機動車上，只需要機動車沿著原有公路工程連續行走即可完成測量工作，這樣大大的提高了測量速度，減輕了外業測量的勞動功能強度。

2.2 公路工程中線的測設應用

在完成了公路工程線形圖上的定線后，需要將公路工程中線在地面標注出來，傳統的放樣方法是根據公路工程的設計參數計算出中樁的樁號和設計坐標，然后將全站儀安置在控制點上進行進行放樣。這種放樣方法需要控制點與放樣點之間通視，放樣點的誤差不均勻。采用CORS下網絡RTK放樣，只需將中線樁點的坐標輸入GNSS手簿中，系統就會定出放樣的點位。由于每個點的測量都是獨立完成的，不會產生累積誤差，各點放樣精度趨于一致。因此運用網絡RTK放樣真正實現了單機作業，測量員只要手持GNSS接受機就可獨立完成公路工程中樁測設。

2.3 公路工程縱橫斷面測量應用

公路工程中線測量完成以后，還必須進行公路工程縱、橫斷面測量。縱斷面測量是測定各中樁地面高程并繪制公路工程縱斷面圖，用于路線的縱坡設計；橫斷面測量是測定各中樁處垂直于中線的地形起伏狀態并繪制橫斷面圖，用于路基設計、土石方計算和施工時的邊樁放樣。

傳統的公路工程縱斷面測量方法是在設計公路工程沿線布設臨時水準點，這些臨時水準點和國家級水準點構成附合水準路線，利用水準儀測出兩水準點之間的高差，在滿足閉合差允許范圍內進行平差計算得出臨時水準點的高程；隨后把這些已知高程的臨時水準點作為起算點，通過水準測量的方法計算出各中樁的高程。這種作業模式施測過程中測站較多，特別是在地勢起伏較大的地區測量，工作量相當繁重。利用全站儀具有三維坐標測量的功能，在中樁放樣過程中就順便測量出中樁的高程，避免了重復測量工作。在測量過程中需要測站點和待測點需要通視，在地形復雜的地區也存在搬站測數較多的問題。采用CORS下的網絡RTK技術改變了傳統的測量模式，公路工程中線確定后，根據采集的中線樁點坐標通過繪圖軟件便可繪出公路工程縱橫斷面圖。

2.4 外業施測的應用

在施測前制定了測量方案。包括依據有關標準指出作業方法和技術要求、保證質量的主要措施和要求等，投入儀器設備：LEICA GXl230 GNSS雙頻接收機1臺，NIKON全站儀（2\"）1臺，DS3水準儀l臺。完成了以下具體測量工作。

（1）公路工程中線測設：根據公路工程現狀邊線進行內業解算公路工程中線樁號和中樁坐標：每隔20m解算一個中樁，在單位門口，地形變坡地，有公路工程相交的地方進行加樁。利用網絡RTK的放樣功能將上述解算的點放于實地，用全站儀進行坐標回采，差值均在±5cm內。

（2）縱斷面測量：是在中線測設的基礎上進行的。以測區附近已有四等水準點為高程起算點，按照圖根水準的精度要求（附合線路閉合差≦±30L^1/2（mm），L為附合路線長度（1（km），沿中樁逐樁布設為附合水準路線經過平差計算后得出施測樁位的地面高程。測量完畢將同一個中樁點的水準高程和RTK采集高程作比較，差值均在士4鋤內。差值大的應分析原因，防止粗差出現。

（3）施工控制點測量：利用RTK的數據采集功能，在相交公路工程口施工范圍外選擇了四個施工控制點。施工控制點采用三腳架方式獨立測量兩測回取平均值，每次觀測歷元數不應少于30個，兩次測量平面坐標分量差值不應大于±2cm，如果超限應重新測量。測量完畢應用全站儀對控制點距離進行檢測，檢測相對誤差不應大于1/4000。

結語

CORS技術系統已經相對成熟，它可以滿足不同行業、不同用戶定位、測速、測位移及氣象參數的需求。在我國，對于高程測量要求精度的工程，其精度仍不能很好的達到預期要求。CORS的高程精度取決于精化大地水準面模型的精度和網絡RTK的垂直精度。隨著地區高精度大地水準面模型的建立，才能真正實現高精度的三維一體測量，發揮CORS技術系統網絡化、精度高、基準統一、自動化和智能化、多元化服務等的技術優點，發揮更大的經濟和社會效益。

參考文獻：

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