基于CORS的道路工程測量技術探討

羅永亮　謝華

摘 要：該文以CORS技術在城市道路工程測量中的應用為研究對象，首先分析了道路工程測量的主要內容，進而詳細研究了外業施測的內容，最后探討了觀測數據的分析思路，證明了CORS測量滿足道路工程測量的要求。

關鍵詞：CORS 道路 工程測量 觀測數據分析

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0044-02

1 CORS系統的組成

CORS系統由基準站網、數據處理中心、數據通訊部分、用戶應用系統4個部分組成，各基準站與監控分析中心間通過數據傳輸系統連接成一體，形成專用網絡。

（1）基準站網。基準站網是由范圍內均勻分布的固定基準站組成。負責采集GPS衛星觀測數據并輸送至數據處理中心，同時提供系統完好性監測服務。

（2）數據處理中心。數據處理中心是 CORS的核心單元，也是高精度實時動態定位得以實現的關鍵所在。中心24 h連續不斷地根據各基準站所采集的實時觀測數據在區域內進行整體建模解算，并通過現有的數據通信網絡和無線數據播發網，向各類需要測量和導航的用戶以國際通用格式提供碼相位/載波相位差分改正信息，以便實時解算出流動站的精確點位。

（3）數據通訊部分。CORS的數據通訊包括固定基準站到控制中心的通訊及控制中心到用戶的通訊。基準站到控制中心的通訊網絡負責將基準站的數據實時地傳輸給控制中心，控制中心和用戶間的通訊網絡負責將網絡校正數據送給用戶。系統通過移動網絡、Internet等形式向用戶播發定位導航數據。

（4）用戶應用系統。包括用戶信息接收系統、網絡型RTK定位系統、事后和快速精密定位系統以及自主式導航系統和監控定位系統等。按照應用精度的不同，用戶服務子系統可以分為mm級用戶系統，cm級用戶系統，dm級用戶系統，m級用戶系統等；而按照用戶的應用不同，可以分為測繪與工程用戶（cm、dm級），車輛導航與定位用戶（m 級），高精度用戶（事后處理）等幾類。

2 CORS系統的原理

目前，CORS實時動態定位解算的技術主要有虛擬參考站技術（VRS）、區域改正數技術（FKP）、主輔站技術（MAC）。

（1）虛擬參考站技術（VRS）。虛擬參考站技術就是在一定區域內架設一定數量的基準站，精確測定這些基準站的位置及變化率，基準站連續接收衛星信號，將信息傳送至信息處理中心，數據處理中心同時接收流動站發送的接收機概略位置信息，數據處理中心根據移動站的位置，選擇較近或定位精度較好的基準站信息，虛擬出一個參考站，然后根據各基準站上的誤差信息通過一定的數學模型內插出該虛擬站的誤差，將虛擬出的流動站改正數據播發給流動站，這樣虛擬參考站的位置通常是在移動站真實位置的周圍5 m范圍內，保證了虛擬參考站與流動站誤差的相關性。

（2）區域改正數技術（FKP）。區域改正數法利用GPS基準站觀測數據，主要是相位觀測值和偽距觀測值，以及基準站已知坐標等數據，計算得到基準網范圍內與時間或空間相關的誤差改正數模型，然后利用測量點的近似坐標內插出測量點的誤差改正數，將其應用到觀測值中，從而消除各種與時間空間有關的誤差，提高定位結果的精度。

（3）主輔站技術（MAC）。主輔站技術是將相位距離簡化為一個公共的整周未知數水平，主輔站方法發送主參考站的全部改正數及坐標信息，對于輔參考站只播發相對于主參考站的差分改正數和坐標差，這樣可以減少參考站網絡中的數據播發量。使用單差散射和非散射相位改正數形成壓縮的差分信息，其區域誤差改正數模型由流動站設備自定義。

3 影響CORS系統定位精度的因素

CORS系統的定位精度除受到信號傳播誤差、軌道誤差、衛星鐘差、接收機鐘差以及多路徑效應的影響外，還受到定位參考框架的選擇、參考站坐標解算過程中 IGS跟蹤站的選取，以及流動站在參考站網中的位置、觀測時段及衛星分布情況、系統定位算法的優劣等影響。

4 實例分析

4.1 工程概況

該文采用的實例項目是武漢某公路工程項目，項目按四級公路的技術標準設計，全長27.6 km，測區為大型國有林場，山高林密，林道為年久土路，現需重新規劃和建設，改善行車及森林防火條件，同時帶動林區經濟發展和旅游開發。endprint