衛星連續運行基準站的公路平面控制測量應用研究

劉耀武

摘 要：該文在概述衛星連續運行基準站CORS的基礎上，給出了其在公路平面控制測量中的理論應用和實踐應用，希望該文的分析能為該技術的進一步應用提供幫助。

關鍵詞：衛星連續運行基準站 公路平面控制測量 應用

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0100-01

1 衛星連續運行基準站概述

衛星連續運行基準站（Continuous Operational Reference System）簡稱CORS系統，是指一個或若干固定、連續運行的GPS參考站，每天不間斷觀測GPS，并在INTERNET上以RINEX格式向不同類型、不同需求、不同層次用戶自動地發布觀測數據。其工作流程如下圖1所示。

2 CORS在公路平面控制測量中的應用

該文主要討論利用CORS在銀百公路甜水至羅溝圈段平面控制測量中的應用。

2.1 選擇點位

所有控制點的埋設均應選在土質堅實、穩固、觀測方便的地點，要有利于長期保存，便于路線勘測設計和施工放樣；所有點位不應選在大功率發射臺或高壓線附近，距離高壓線不應小于100 m，距離大功率發射臺不宜小于400 m；點位應避開由于地面或其他目標反射所引起的多路徑干擾的位置；高度角為15 °的上方，應無妨礙通視的障礙物。

2.2 設置流動站

在待測點位置上架好儀器，打開GPS接收機，通過電臺接收基準站傳輸的定位數據得到固定解后開始記錄定位數據。外業測量過程中，流動站與基準站間的共同鎖定衛星數目應不小于5顆，且GPS衛星分布幾何因子小于3為較好觀測時間，在該時段觀測，待測點的定位精度收斂比較快，并且可以得到精度比較高的固定解。對一個待測點，一般重復觀測4次，得到4個待測點的空間直角坐標，大致比較4組數據之間的差值，如果觀測的坐標差值在4 cm以內，則認為4次觀測數據為有效，否則，對流動站重新初始化，再次進行觀測。

RTK平面控制點測量流動站的技術要求如下：

（1）RTK測量流動站不應在隱蔽地帶、成片水域和強電磁波干擾源附近觀測。

（2）觀測開始前需對儀器進行初始化，并得到固定解，當長時間不能獲得固定解時，需斷開通信鏈路，再次進行初始化操作。

（3）每次觀測之間流動站需重新初始化。作業過程中，如出現衛星信號失鎖，需重新初始化，并經重合點測量檢測合格后，方能繼續作業。

（4）每次作業開始前，進行一個同等級或高等級已知點的檢核，平面坐標較差不大于7 cm。

（5）測量手簿設置控制點的單次觀測的平面收斂精度不大于2 cm。

（6）RTK平面控制點測量流動站觀測時采用三角架對中、整平，每次觀測歷元數30個，每個歷元采樣間隔為2 s，各次測量的平面坐標較差不大于4 cm。

（7）取各次測量的平面坐標中數作為最終結果。

（8）每次測量做好相應的觀測記錄。

所有靜態數據均采用雙頻GPS接收機實施單點定位測量，數據采集率為15 ″，衛星高度截止角15 °，所有數據采集時間大于120 min。所采集的數據均經過TEQC軟件的數據檢測，保證數據有效利用率總體上大于80%。一級導線點利用CORS基準站按照網絡RTK方式采集數據。RTK流動站在接收到CORS信號后返回信號，隨即收到CORS基準站發送的2000國家大地系成果。

2.3 內業處理

外業測量完畢后，利用隨機配置的數據下載軟件以及數據處理軟件，連接手簿和微機，下載觀測數據，對動態觀測數據進行后處理。其中，首級平面控制網采用基于甘肅省衛星連續運行基準站網靜態數據采集及處理的方式進行施測和解算。一級平面控制網采用甘肅省衛星連續運行基準站網系統（簡稱GSCORS）提供的網絡RTK進行施測和計算，對于部分網絡RTK無通訊信號或通訊信號不佳導致RTK無法施測的點位，也可采用基于甘肅省衛星連續運行基準站網靜態數據采集及處理的方式施測，精度按照公路一級控制網點測量要求執行?？刂凭W數據處理時應選取最近的GSCORS站點2個或以上作為起算點。

網平差軟件采用Trimble Business Center隨機通用網平差軟件。在計算前首先對GPS原始觀測數據進行檢核，在原始數據觀測時間及配置滿足規范要求的情況下，對其進行基線解算和同步環計算。達到規范要求的情況下，再進行WGS84坐標系自由網平差計算，在該計算步驟中檢查了坐標改正數以及基線精度等，然后再進行2000國家大地坐標系的網平差計算及1980年西安坐標系網平差計算。網平差計算后輸出了平差迭代數、x2卡方檢驗（95%）、精度置信、坐標誤差橢圓分量、坐標變換參數、協方差等。屬于典型歐美平差軟件的精度輸出方式。精度經過計算能夠滿足現行規范的精度要求。

2.4 測量結果

本次計算的已知點是在甘肅省測繪地理信息局2011年至2013年已建成的全省CORS站網的基礎上，選取利于公路沿線控制點計算的網點進行聯合網平差計算，所有CORS站網點等級均為C級GPS點以上。測量結果表明：不同基線邊長定位精度是不同的。當邊長為幾公里時，基線的精度為2 cm左右，滿足公路工程控制測量的精度要求。

參考文獻

[1] 中華人民共和國交通部.公路全球定位系統（GPS）測量規范[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 韓廣義.CORS技術在公路勘測中的應用[J].交通世界，2012（4）：136.endprint

摘 要：該文在概述衛星連續運行基準站CORS的基礎上，給出了其在公路平面控制測量中的理論應用和實踐應用，希望該文的分析能為該技術的進一步應用提供幫助。

關鍵詞：衛星連續運行基準站 公路平面控制測量 應用

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0100-01

1 衛星連續運行基準站概述

衛星連續運行基準站（Continuous Operational Reference System）簡稱CORS系統，是指一個或若干固定、連續運行的GPS參考站，每天不間斷觀測GPS，并在INTERNET上以RINEX格式向不同類型、不同需求、不同層次用戶自動地發布觀測數據。其工作流程如下圖1所示。

2 CORS在公路平面控制測量中的應用

該文主要討論利用CORS在銀百公路甜水至羅溝圈段平面控制測量中的應用。

2.1 選擇點位

所有控制點的埋設均應選在土質堅實、穩固、觀測方便的地點，要有利于長期保存，便于路線勘測設計和施工放樣；所有點位不應選在大功率發射臺或高壓線附近，距離高壓線不應小于100 m，距離大功率發射臺不宜小于400 m；點位應避開由于地面或其他目標反射所引起的多路徑干擾的位置；高度角為15 °的上方，應無妨礙通視的障礙物。

2.2 設置流動站

在待測點位置上架好儀器，打開GPS接收機，通過電臺接收基準站傳輸的定位數據得到固定解后開始記錄定位數據。外業測量過程中，流動站與基準站間的共同鎖定衛星數目應不小于5顆，且GPS衛星分布幾何因子小于3為較好觀測時間，在該時段觀測，待測點的定位精度收斂比較快，并且可以得到精度比較高的固定解。對一個待測點，一般重復觀測4次，得到4個待測點的空間直角坐標，大致比較4組數據之間的差值，如果觀測的坐標差值在4 cm以內，則認為4次觀測數據為有效，否則，對流動站重新初始化，再次進行觀測。

RTK平面控制點測量流動站的技術要求如下：

（1）RTK測量流動站不應在隱蔽地帶、成片水域和強電磁波干擾源附近觀測。

（2）觀測開始前需對儀器進行初始化，并得到固定解，當長時間不能獲得固定解時，需斷開通信鏈路，再次進行初始化操作。

（3）每次觀測之間流動站需重新初始化。作業過程中，如出現衛星信號失鎖，需重新初始化，并經重合點測量檢測合格后，方能繼續作業。

（4）每次作業開始前，進行一個同等級或高等級已知點的檢核，平面坐標較差不大于7 cm。

（5）測量手簿設置控制點的單次觀測的平面收斂精度不大于2 cm。

（6）RTK平面控制點測量流動站觀測時采用三角架對中、整平，每次觀測歷元數30個，每個歷元采樣間隔為2 s，各次測量的平面坐標較差不大于4 cm。

（7）取各次測量的平面坐標中數作為最終結果。

（8）每次測量做好相應的觀測記錄。

所有靜態數據均采用雙頻GPS接收機實施單點定位測量，數據采集率為15 ″，衛星高度截止角15 °，所有數據采集時間大于120 min。所采集的數據均經過TEQC軟件的數據檢測，保證數據有效利用率總體上大于80%。一級導線點利用CORS基準站按照網絡RTK方式采集數據。RTK流動站在接收到CORS信號后返回信號，隨即收到CORS基準站發送的2000國家大地系成果。

2.3 內業處理

外業測量完畢后，利用隨機配置的數據下載軟件以及數據處理軟件，連接手簿和微機，下載觀測數據，對動態觀測數據進行后處理。其中，首級平面控制網采用基于甘肅省衛星連續運行基準站網靜態數據采集及處理的方式進行施測和解算。一級平面控制網采用甘肅省衛星連續運行基準站網系統（簡稱GSCORS）提供的網絡RTK進行施測和計算，對于部分網絡RTK無通訊信號或通訊信號不佳導致RTK無法施測的點位，也可采用基于甘肅省衛星連續運行基準站網靜態數據采集及處理的方式施測，精度按照公路一級控制網點測量要求執行?？刂凭W數據處理時應選取最近的GSCORS站點2個或以上作為起算點。

網平差軟件采用Trimble Business Center隨機通用網平差軟件。在計算前首先對GPS原始觀測數據進行檢核，在原始數據觀測時間及配置滿足規范要求的情況下，對其進行基線解算和同步環計算。達到規范要求的情況下，再進行WGS84坐標系自由網平差計算，在該計算步驟中檢查了坐標改正數以及基線精度等，然后再進行2000國家大地坐標系的網平差計算及1980年西安坐標系網平差計算。網平差計算后輸出了平差迭代數、x2卡方檢驗（95%）、精度置信、坐標誤差橢圓分量、坐標變換參數、協方差等。屬于典型歐美平差軟件的精度輸出方式。精度經過計算能夠滿足現行規范的精度要求。

2.4 測量結果

本次計算的已知點是在甘肅省測繪地理信息局2011年至2013年已建成的全省CORS站網的基礎上，選取利于公路沿線控制點計算的網點進行聯合網平差計算，所有CORS站網點等級均為C級GPS點以上。測量結果表明：不同基線邊長定位精度是不同的。當邊長為幾公里時，基線的精度為2 cm左右，滿足公路工程控制測量的精度要求。

參考文獻

[1] 中華人民共和國交通部.公路全球定位系統（GPS）測量規范[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 韓廣義.CORS技術在公路勘測中的應用[J].交通世界，2012（4）：136.endprint

摘 要：該文在概述衛星連續運行基準站CORS的基礎上，給出了其在公路平面控制測量中的理論應用和實踐應用，希望該文的分析能為該技術的進一步應用提供幫助。

關鍵詞：衛星連續運行基準站 公路平面控制測量 應用

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0100-01

1 衛星連續運行基準站概述

衛星連續運行基準站（Continuous Operational Reference System）簡稱CORS系統，是指一個或若干固定、連續運行的GPS參考站，每天不間斷觀測GPS，并在INTERNET上以RINEX格式向不同類型、不同需求、不同層次用戶自動地發布觀測數據。其工作流程如下圖1所示。

2 CORS在公路平面控制測量中的應用

該文主要討論利用CORS在銀百公路甜水至羅溝圈段平面控制測量中的應用。

2.1 選擇點位

所有控制點的埋設均應選在土質堅實、穩固、觀測方便的地點，要有利于長期保存，便于路線勘測設計和施工放樣；所有點位不應選在大功率發射臺或高壓線附近，距離高壓線不應小于100 m，距離大功率發射臺不宜小于400 m；點位應避開由于地面或其他目標反射所引起的多路徑干擾的位置；高度角為15 °的上方，應無妨礙通視的障礙物。

2.2 設置流動站

在待測點位置上架好儀器，打開GPS接收機，通過電臺接收基準站傳輸的定位數據得到固定解后開始記錄定位數據。外業測量過程中，流動站與基準站間的共同鎖定衛星數目應不小于5顆，且GPS衛星分布幾何因子小于3為較好觀測時間，在該時段觀測，待測點的定位精度收斂比較快，并且可以得到精度比較高的固定解。對一個待測點，一般重復觀測4次，得到4個待測點的空間直角坐標，大致比較4組數據之間的差值，如果觀測的坐標差值在4 cm以內，則認為4次觀測數據為有效，否則，對流動站重新初始化，再次進行觀測。

RTK平面控制點測量流動站的技術要求如下：

（1）RTK測量流動站不應在隱蔽地帶、成片水域和強電磁波干擾源附近觀測。

（2）觀測開始前需對儀器進行初始化，并得到固定解，當長時間不能獲得固定解時，需斷開通信鏈路，再次進行初始化操作。

（3）每次觀測之間流動站需重新初始化。作業過程中，如出現衛星信號失鎖，需重新初始化，并經重合點測量檢測合格后，方能繼續作業。

（4）每次作業開始前，進行一個同等級或高等級已知點的檢核，平面坐標較差不大于7 cm。

（5）測量手簿設置控制點的單次觀測的平面收斂精度不大于2 cm。

（6）RTK平面控制點測量流動站觀測時采用三角架對中、整平，每次觀測歷元數30個，每個歷元采樣間隔為2 s，各次測量的平面坐標較差不大于4 cm。

（7）取各次測量的平面坐標中數作為最終結果。

（8）每次測量做好相應的觀測記錄。

所有靜態數據均采用雙頻GPS接收機實施單點定位測量，數據采集率為15 ″，衛星高度截止角15 °，所有數據采集時間大于120 min。所采集的數據均經過TEQC軟件的數據檢測，保證數據有效利用率總體上大于80%。一級導線點利用CORS基準站按照網絡RTK方式采集數據。RTK流動站在接收到CORS信號后返回信號，隨即收到CORS基準站發送的2000國家大地系成果。

2.3 內業處理

外業測量完畢后，利用隨機配置的數據下載軟件以及數據處理軟件，連接手簿和微機，下載觀測數據，對動態觀測數據進行后處理。其中，首級平面控制網采用基于甘肅省衛星連續運行基準站網靜態數據采集及處理的方式進行施測和解算。一級平面控制網采用甘肅省衛星連續運行基準站網系統（簡稱GSCORS）提供的網絡RTK進行施測和計算，對于部分網絡RTK無通訊信號或通訊信號不佳導致RTK無法施測的點位，也可采用基于甘肅省衛星連續運行基準站網靜態數據采集及處理的方式施測，精度按照公路一級控制網點測量要求執行?？刂凭W數據處理時應選取最近的GSCORS站點2個或以上作為起算點。

網平差軟件采用Trimble Business Center隨機通用網平差軟件。在計算前首先對GPS原始觀測數據進行檢核，在原始數據觀測時間及配置滿足規范要求的情況下，對其進行基線解算和同步環計算。達到規范要求的情況下，再進行WGS84坐標系自由網平差計算，在該計算步驟中檢查了坐標改正數以及基線精度等，然后再進行2000國家大地坐標系的網平差計算及1980年西安坐標系網平差計算。網平差計算后輸出了平差迭代數、x2卡方檢驗（95%）、精度置信、坐標誤差橢圓分量、坐標變換參數、協方差等。屬于典型歐美平差軟件的精度輸出方式。精度經過計算能夠滿足現行規范的精度要求。

2.4 測量結果

本次計算的已知點是在甘肅省測繪地理信息局2011年至2013年已建成的全省CORS站網的基礎上，選取利于公路沿線控制點計算的網點進行聯合網平差計算，所有CORS站網點等級均為C級GPS點以上。測量結果表明：不同基線邊長定位精度是不同的。當邊長為幾公里時，基線的精度為2 cm左右，滿足公路工程控制測量的精度要求。

參考文獻

[1] 中華人民共和國交通部.公路全球定位系統（GPS）測量規范[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 韓廣義.CORS技術在公路勘測中的應用[J].交通世界，2012（4）：136.endprint