工程測量中GZCORS系統的組成及應用分析

■王星運

（中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司湖南長沙410011）

工程測量中GZCORS系統的組成及應用分析

■王星運

（中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司湖南長沙410011）

文章通過結合筆者的工作總結，分析了GZCORS系統的特點及優勢，從中概述了GZCORS系統的組成，在此基礎上，針對GZCORS系統在測量中的應用情況進行分析與研究，并提出了應用中的注意事項，以供測量人員參考。

GZCORS工程測量系統組成應用實例

1 引言

長沙市連續運行衛星定位服務綜合系統，簡稱GZCORS系統，其系統具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強、覆蓋率廣等優點，在測量過程中能夠大大地提高測量進度和效率。與傳統RTK測量作業方式，其主要優勢體現在：

（l）為城市測繪工作提供了一個統一的基準，能夠從根本上解決不同行業、不同部門之間坐標系統的差異問題。

（2）GPS的有效服務范圍得到了極大的擴展。

（3）采用連續基站，用戶隨時可以觀測，使用方便，提高了工作效率。

（4）擁有完善的數據監控系統，由于消除或削弱各種系統誤差的影響，還可獲得高精度和高可靠性的定位結果。

（5）使用固定可靠的數據鏈通訊方式，減少了噪聲干擾。

（6）提供遠程INTERNET服務，實現了數據的共享，可為高精度要求的用戶提供下載服務。

本文主要論述了CORS系統在測量中的應用。

2 GZCORS系統的組成

2007年6月建成的GZCORS作為長沙市實現現代化城市管理和數字城市所不可或缺的重要基礎設施，是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產物。它不僅可以建立和維持城市測繪的基準框架，更可以全自動、全天候、實時提供覆蓋全長沙市域的高精度空間和時間信息，成為區域管理和決策的基礎。

GZCORS由基準站網、數據處理中心、數據傳輸系統、定位導航數據播發系統、用戶應用系統五個部分組成，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：基準站網由8個在長沙市域范圍內均勻分布的基準站以及1個GPS監控站組成。基準站網負責采集GPS衛星觀測數據并輸送至數據處理中心，GPS監控站同時提供系統完好性監測服務。

（2）數據處理中心：系統的控制中心，用于接收各基準站數據，進行數據處理，形成多基準站差分定位用戶數據，組成一定格式的數據文件，分發給用戶。

（3）數據傳輸系統：各基準站數據通過光纖專線傳輸至監控分析中心，該系統包括數據傳輸硬件設備及軟件控制模塊。

（4）數據播發系統：系統通過移動網絡、UHF電臺、Internet等形式向用戶播發定位導航數據。

（5）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。

數據處理中心是GZCORS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。該中心24h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，自動生成一個對應于流動站點位的虛擬參考站（包括基準站坐標和GPS觀測值信息），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/載波相位差分修正信息，以便實時解算出流動站的精確點位、相對于傳統的單基站RTK測量，該系統極大地縮短了RTK初始化時間、提高了定位精度并拓展了測量的有效范圍，可以滿足長沙市內甚至珠江三角洲地區各類不同行業用戶對精密定位、快速和實時定位導航等的要求。

在GZCORS系統中，按照應用的精度不同，用戶服務子系統可以分為毫米級用戶系統，厘米級用戶系統，分米級用戶系統,米級用戶系統等；而按照用戶的應用不同，可以分為測繪與工程用戶（厘米、分米級），車輛導航與定位用戶（米級），高精度用戶（事后處理）、氣象用戶等幾類。針對各類不同專業用戶的不同需求，GZCORS將通過GSM、GPRS、UHF電臺、In-terne網絡和局域網等多種方式發布數據成果。

GZCORS融合了2006年2月完成的由GPS、水準、重力等綜合技術精化的高精度、高分辨率的長沙市似大地水準面精化項目成果，以高精度的三維框架基準實現了全市區域內的三維實時定位，可以直接、快速獲取高精度城市基礎信息，并確保數據在整個城市范圍內的統一和完整。長沙似大地水準面成果的應用，大大提高了基礎數據的質量和更新的速度，為“數字長沙”打下了基礎，使得GZCORS具備提供全動態、全覆蓋、實時三維高精度測量的能力。

3 GZCORS系統的應用

CORS系統有其內在的規律性和特殊性，下面將分測前準備和測后檢測、處理等方面介紹GZCORS系統應用的一般規定及作業要求。

（1）長沙處于低緯度地區，高溫多雨，RTK作業應盡可能安排在良好的天氣狀況下進行。

（2）作業前可查詢GZ-CORS系統運行狀態、進行星歷預報及電離層、對流層活躍度分析，以避開不利時段，合理制定作業計劃。

（3）RTK測量還應特別注意GPS衛星數量、分布等觀測窗口狀況。在RTK測量過程中，必須在接收機已得到網絡固定解狀態下方可進行數據記錄。

（4）單次測回應滿足點位平面殘差HRMS≤±2cm，高程殘差VRMS≤±3cm。

（5）RTK控制點測回間觀測記錄的時間間隔不應小于一分鐘，兩次平面互差應≤±3cm，高程互差應≤±4cm，符合要求的取各次觀測結果的平均值作為最終成果。

（6）在施測未知點前、后，應檢測已知點。檢核點宜位于作業區域內，且檢核較差應滿足：平面≤±5cm、高程≤±8cm。

（7）RTK測量還應對所有控制點進行分時段的重復測量，且滿足如下要求：①兩次重復測量時段應間隔2h以上（小件工程測量間隔1h）；②兩次分時段重復測量的平面互差應≤±5cm，高程較差應8cm。

（8）RTK測量完成后，必須100%檢核RTK控制點之間邊長、角度及高差等相對幾何關系，包括：①RTK控制點通視邊長反算值與全站儀實測邊長比較；②三個以上連續通視RTK控制點坐標反算的夾角與全站儀實測角度比較；③2點對的RTK控制點之間按導線的要求進行串測。

下面結合工程實例分析GZCORS系統在測量實踐中的應用。

某項目位于城市中心地帶，總面積約1.8km2，為滿足設計和施工的需要，本項目主要為1:500數字化地形圖測量。在此項工程中采用GZCORS系統進行控制點的測量，測量時執行GZCORS系統應用的一般規定及作業要求。

工程共施測43點RTK控制點，RTK控制點串測27條圖根導線，施測情況和檢測精度統計如下：

（1）檢測4個已知點，點位較差最大為±3.1cm，高程較差最大為±2.7cm。

（2）單測回點位平面殘差HRMS最大為±1.6cm，高程殘差VRMS最大為±2.6cm。

（3）兩測回平面互差最大為±2.0cm,高程互差最大為±2.5cm。

（4）重復測量的平面互差最大為±2.2cm，高程較差最大為± 1.8cm。

（5）全站儀檢測的邊長較差中誤差為±0.9cm，最弱邊相對精度為1/5844；高程較差中誤差為±2.9cm。

（6）全站儀施測的角度與坐標反算的角度較差平均值為±19.3〞。

（7）利用43點RTK控制點聯測的27條導線的方位角閉合差、相對閉合差和導線三角高程閉合差均符合規范要求。

以上的工程項目GZCORS施測的各項精度指標及檢測精度結果表明，各項精度指標均符合規范要求，證明了GZCORS具有較高的精度和可靠的穩定性。

4 結束語

總之，隨著城市建設項目的增多，連續運行衛星定位系統（CORS）在城市測量中得到了廣泛的應用，其測量系統能夠支持各種類型的GNss測量、定位、變形監測和放樣作業。同時具有高效率、高精度、高可靠性和低成本的優點。本文結合GZCORS在工程實例中的應用，詳細地介紹了CORS測量規定和作業要求，對CORS系統在城市工程測量中的應用具有一定的指導作用。

[1]楊光，歐海平，林鴻，長沙市城市測繪框架基準的建立.勘察科學技術，2007，

[2]黃俊華，陳文森.連續衛星定位綜合服務系統建設與應用 [M].北京：科學出版社，2009.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-238-2