王磊(新鄭市住房和城鄉建設局,河南新鄭451199)
CORS技術的道路測量應用和發展探討
王磊
(新鄭市住房和城鄉建設局,河南新鄭451199)
摘要:CORS技術在綜合分析運用全球定位系統(GPS)技術以及RTK(RealTimeKinematic)技術的基礎上對道路工程進行了更為精準的測量與數據參數分析,提高了子系統用戶的便捷性與準確性,文章結合實際道路測量對CORS技術進行了分析與探討。
關鍵詞:CORS技術;道路測量;基準站;參考站??
全球定位系統(GPS)技術以及RTK(RealTimeKinematic)技術的快速發展給我國道路測量路政建設提供了諸多便利,極大程度上提高了工程作業效率與測量數據的精準度,然而RTK技術本身也存在諸如單基站作業、測量精準度有待提高等技術瓶頸,而連續運行衛星定位系統(CORS)技術則可在極大程度上克服以上弊端,實現工程道路測量的專業化、高效化、精準化。
CORS技術(ContinuouslyOperatingReferenceSystem)是一種在全球定位系統CNSS(或GPS)技術基礎上得以應用發展并綜合衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科研成果的服務項目綜合手段,它通過在區域范圍內建立一系列相關聯的連續運行參考站、數據通信鏈路、數據中心和用戶終端局域網絡來對互聯網相關信息進行實時分析解算,并綜合利用GPS定位技術、數據通信技術來實現定位、導航與氣象預測,還可通過互聯網技術來對GPS觀測值(載波相位、偽距)信息參數值進行數據鏈接、傳輸與解算。CORS工作原理是:通過在設定局域網絡內設定若干個持續運行的GPS參考站來為數據控制通信中心提供及時而準確的數據值與參數值,系統控制中心需對各站點數據進行預處理和統計分析,對網內采樣率以及系統誤差改正項(電離層、對流層、衛星軌道誤差)進行模型解算與數據分析,而用戶只需利用移動GPS接收機即可獲取精準數據。參考站系統、數據處理中心系統、數據通信系統以及用戶應用系統是CORS系統的四大子系統,它們之間通過互相傳輸鏈接通信信息與參數值構成統一局域網,從而為用戶提供精準參數值。其中參考站子系統利用計算機、網絡系統、防雷放電涌設備及信息傳輸系統來為數據處理中心提供可靠參考值;數據處理中心子系統可利用基準站提供的相關參數數據進行數據儲存與評價分析,綜合運用RTK技術為用戶提供有效參數,根據網絡故障預測分析系統進行遠程監控預警,還可根據網絡局域坐標系高程系統轉換服務、工程測量計算對數據進行精密處理分析,通過系統核心軟件對惡意網絡進行攔截與監管;數據通信子系統通過采用GPRS或CDMA網絡將基準站參數數據進行傳輸,而用戶應用子系統可通過GPS天線接收衛星數據,獲取準確衛星坐標參數。
CORS技術通過利用網絡局域式的各基準站進行實時動態觀測與數據信息記錄傳輸在極大程度上提高了軟件處理的精確性與野外測量的準確性,相比傳統GPS定位測量提高了測量精度與數據處理準確度,通過結合使用網絡RTK、CORS技術可對任何基準站范圍內的測量數據進行定位于坐標分析,提高勘測檢驗準確率。利用CORS技術對野外開闊路段進行道路勘測時,只需進行簡單內業處理即可代替傳統的控制點與參考站尋找過程,從而實現對測量線的快速測量。在工程測量放樣階段,傳統模式需進行逐個點測量,并且操作步驟復雜、通視性差,利用CORS技術則可將施工勘測范圍的空間位置、平面位置分析的更為精確。使用CORS進行建筑物放樣時,可以實時獲得所在點位的大地坐標,并且可以通過建筑物的角點坐標實時檢核建筑物的幾何結構以及建筑物之間的關系。通過實地測量,先使用蘇一光OTS812全站儀精測兩次,求出平均值,然后使用天寶5700進行基于CORS的網絡RTK測量,并將兩種方法的測量結果進行對比。實測中,基準站設立在公路旁邊的一棟建筑頂端,所有數據均精確至毫米級別。使用CORS網絡技術可大幅減少施工人員、縮短施工周期、減少機器耗費度,為用戶提供更為精準的數據參數值。
在數據處理方面,BERNESE和AUSPOS是最為常用的數據分析軟件,可更為便捷、有效地對大型GPS任務數據進行處理分析與數據傳輸,尤其是市政以及野外道路勘測施工方面,BERNESE軟件處理系統更能體現出優越性,傳統的探測探地雷達或聲納無法實現管線探測與管線測量同時進行,大大減低了施工效率,而通過使用CORS技術則可同步進行管線探測與管線測量,并與GPS流動站實現一體化處理分析,大大提高了工程作業的精準性與有效性。從測量精準度而言,CORS技術可對基線邊超過1000km的GPS連續運行參考站網絡進行精密數據分析與定位服務,在觀測使用過程中,通過對相關數據信息進行科學分析與質量檢測則可提供更為精準的測量信息。CORS技術應用范圍在我國目前還處于亟需優化階段,尤其是在管理上易出現各種漏洞與區域網絡弊端,再加上我國目前缺乏一套完善的關于國家衛星連續運行參考站網建設規劃的規定章程,從而導致各個地區不同部門之間不能實現真正溝通與配合,缺乏統一規劃性,給基準站的建立以及信息資源的共享帶來了較大瓶頸,因此,應該倡導政府各部門積極統籌配置CORS衛星網絡系統規劃,進行統一規劃與聯合,從根本上實現網絡信息自由化、合作化、共贏化道路。
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