CORS技術(shù)在某區(qū)域高鐵勘測中的應(yīng)用

董洪波

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，天津 300251)

?

CORS技術(shù)在某區(qū)域高鐵勘測中的應(yīng)用

董洪波

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，天津 300251)

結(jié)合某區(qū)域高鐵CORS系統(tǒng)的建設(shè)過程，介紹CORS系統(tǒng)的建設(shè)方案和技術(shù)要求；對流動站使用RTCM32等幾種電文格式檢測控制點(diǎn)偏移量進(jìn)行統(tǒng)計分析；闡述CORS在高鐵勘測各階段的應(yīng)用情況。

CORS 流動站 RTCM32 勘測

1 CORS系統(tǒng)的建設(shè)

圖1 CORS基準(zhǔn)站網(wǎng)

圖2 CORS基準(zhǔn)站天線

某區(qū)域高速鐵路CORS系統(tǒng)由BDBG、CHYN、TSXM、TGJH、DGSL、JHSW等6個基準(zhǔn)站組成，可同時為該區(qū)域內(nèi)多條城際鐵路，高速鐵路，地鐵的勘測、施工、運(yùn)營服務(wù)(如圖1)。CORS系統(tǒng)基準(zhǔn)站采用的是精度高、抗干擾強(qiáng)的大地測量扼流圈天線CHCC220GR CHCD，接收導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)采用的是South Net9、華測N72型GNSS接收機(jī)(可同時接收GPS、GLONASS、BDS星歷)，采用強(qiáng)制歸心不銹鋼固定支架設(shè)置在穩(wěn)定可靠的建筑物頂上(如圖2)。各CORS參考站數(shù)據(jù)通過Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)時發(fā)送到服務(wù)器上，使用專業(yè)軟件解算，形成差分改正信息，并實(shí)時以RTCM23、RTCM30、RTCM32、CMR等形式的電文格式將差分改正信息發(fā)送給不同機(jī)型的用戶，其中：RTCM23是早期單GPS衛(wèi)星電文格式，RTCM30和CMR包含了GPS、GLONASS雙星信號的電文格式，RTCM32包含GPS、GLONASS、BDS、Galileo多信號信息組，支持市場上所有衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域芯片、板卡型號接收機(jī)[1]。

CORS參考站選址時使用GNSS接收機(jī)在站點(diǎn)連續(xù)觀測24 h，用CHCData.exe軟件對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，數(shù)據(jù)合格率均達(dá)到92%以上，滿足《全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)建設(shè)規(guī)范》的要求[2]。

2 CORS系統(tǒng)精度檢測

移動站采用雙頻GNSS接收機(jī)天線通過GPRS與CORS網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)鏈路；CORS系統(tǒng)根據(jù)移動站位置自動構(gòu)成最佳網(wǎng)形的虛擬參考站(VRS)提供給移動站[3]。選用Trimble R10，華測I60/T6，南方S86/S82，中海達(dá)H32等型號的移動站接收CORS系統(tǒng)播發(fā)的RTCM23、RTCM30、RTCM32、CMR電文格式信號，對區(qū)域內(nèi)高鐵控制點(diǎn)坐標(biāo)和高程進(jìn)行檢測[3]，除移動站按RTCM23格式登陸服務(wù)器困難且不利于初始化和固定，其余三種電文格式測試控制點(diǎn)偏差量如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 RTCM30電文格式測試控制點(diǎn)偏差量

圖4 RTCM32電文格式測試控制點(diǎn)偏差量

圖5 CMR電文格式測試控制點(diǎn)偏差量

從控制點(diǎn)偏差量可以看出：采用RTCM32格式，移動站高程偏差量在±0.05 m以內(nèi)，優(yōu)于采用RTCM30、CMR格式的±0.07 m；三種電文格式平面坐標(biāo)偏差量基本上均在±0.03 m以內(nèi)。從現(xiàn)場檢測效果看：采用RTCM32格式可利用的衛(wèi)星數(shù)能達(dá)到12～17顆，優(yōu)于RTCM30、CMR格式的6～11顆；采用RTCM32格式在初始化和固定時間上都要優(yōu)于RTCM30、CMR格式[4]。因此，本CORS系統(tǒng)能夠滿足該區(qū)域內(nèi)高鐵外業(yè)勘測的技術(shù)要求。

3 CORS系統(tǒng)的應(yīng)用

本CORS系統(tǒng)聯(lián)測了4個國家A/B級GPS點(diǎn)和BJFS、CHAN兩個IGS跟蹤站，按國家二等水準(zhǔn)技術(shù)要求(三角高程)聯(lián)測了6個國家水準(zhǔn)點(diǎn)。基線解算軟件為GAMIT，使用TGPPS軟件進(jìn)行三維約束平差，精度指標(biāo)如表1所示。最弱邊相對中誤差為1/28 699 442，滿足《高速鐵路工程測量規(guī)范》CP0最弱邊相對中誤差小于1/200 000的要求。因此，CORS基準(zhǔn)站可以取代CP0為高速鐵路平面控制測量CPⅠ、CPⅡ網(wǎng)提供起算點(diǎn)基準(zhǔn)[5]。復(fù)測階段，同樣以CORS基準(zhǔn)站為起算(數(shù)據(jù)下載方便)，保證了起算數(shù)據(jù)統(tǒng)一，成果穩(wěn)定可靠；CORS系統(tǒng)統(tǒng)一了區(qū)域內(nèi)多個項(xiàng)目的平面控制基準(zhǔn)，保證了相關(guān)工程的有效銜接。其他方面的應(yīng)用主要針對項(xiàng)目所處的勘測階段和作業(yè)內(nèi)容，如表2所示。

表1 CORS基準(zhǔn)站基線差精度統(tǒng)計

4 結(jié)束語

對本區(qū)域CORS系統(tǒng)進(jìn)行精度分析，并對相關(guān)高鐵的CPⅠ控制點(diǎn)坐標(biāo)和高程進(jìn)行檢測，證明本CORS系統(tǒng)可以滿足高鐵各勘測階段的精度要求；建設(shè)過程中對項(xiàng)目應(yīng)用出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，制定有效措施予以解決，規(guī)范了CORS移動站內(nèi)外業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流

表2 CORS的工作應(yīng)用情況

程， 極大提高了鐵路勘測效率[6]。通過參建此項(xiàng)目，有以下幾點(diǎn)體會：

(1)本CORS系統(tǒng)部分參考站間距較大，應(yīng)控制在40～50 km，一定程度上能提高移動站測量精度。

(2)CORS參考站接收機(jī)應(yīng)選擇能接收GPS、GLONASS、BDS三種導(dǎo)航衛(wèi)星星歷的機(jī)型，移動站盡量使用RTCM32電文格式進(jìn)行外業(yè)觀測。

(3)CORS參考站數(shù)據(jù)傳輸使用民用寬帶，存在20～300 ms的數(shù)據(jù)延遲，對于移動站初始化時間和精度有影響。

(4)CORS系統(tǒng)解算過程中可以對區(qū)域范圍內(nèi)的電離層進(jìn)行監(jiān)控，合理安排移動站作業(yè)時間，有利于提高測量精度和效率。

(5)CORS技術(shù)將為高鐵的數(shù)字化施工提供技術(shù)基礎(chǔ)。

[1] 陳振，王權(quán)，秘金鐘.新一代國際標(biāo)準(zhǔn)RTCM V3.2及其應(yīng)用[J].導(dǎo)航定位學(xué)報，2014，2(4):87-93

[2] 國家測繪局.CHT 2008—2005全球?qū)Ш叫l(wèi)星連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)建設(shè)規(guī)范[S].北京：測繪出版社，2006

[3] 喻永平.CORS外業(yè)檢核點(diǎn)數(shù)據(jù)處理方法研究[J].測繪工程，2015(11):73-75

[4] 劉智敏，楊婷婷，黃超，等.基于改進(jìn)TEQC的區(qū)域CORS站點(diǎn)質(zhì)量檢核[J].測繪工程，2016，25(5):1-5

[5] 李濤.關(guān)于高速鐵路CORS建設(shè)的思考[J].全球定位系統(tǒng)，2014，39(2):68-70

[6] 張運(yùn)華.GPS連續(xù)參考站系統(tǒng)(CORS)在鐵路定測中的應(yīng)用研究[J].鐵道勘察，2015(1):22-23

[7] 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司.TB10601—2009高速鐵路工程測量規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2010

[8] 熊偉，吳迪軍.港珠澳大橋GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)[J].鐵道勘察，2013(3):1-5

[9] 劉德勝，甄鑫強(qiáng)，郭英起.GPS網(wǎng)精度影響因素研究[J].測繪與空間地里信息，2010(4):40-43

[10]朱建華，龔真春，李燕軍，等.蘭州市CORS系統(tǒng)定位精度測試及應(yīng)用[J].全球定位系統(tǒng)，2016，41(1):87-90

[11]劉喜.大慶CORS系統(tǒng)精度(RTK)測試與分析[J].測繪與空間地里信息，2011(8):97-99

Application of CORS in the Reconnaissance of Regional High-Speed Railway

DONG Hongbo

2016-10-10

董洪波(1982—)，男，2005年畢業(yè)于西南交通大學(xué)土木工程專業(yè)，高級工程師。

1672-7479(2016)06-0008-02

P228.4

B