南方單基站CORS在線路測量中的應用

孫國慶 彭 磊 袁興明

(1.淄博經緯勘測設計有限公司，山東 淄博 255000； 2.山東中拓地理測繪科技有限公司，山東 臨沂 276000； 3.山東工業職業學院，山東 淄博 256414)

?

·測量·

南方單基站CORS在線路測量中的應用

孫國慶1彭 磊2袁興明3

(1.淄博經緯勘測設計有限公司，山東 淄博 255000；
2.山東中拓地理測繪科技有限公司，山東 臨沂 276000； 3.山東工業職業學院，山東 淄博 256414)

根據線路工程測量的施工特點，分析了CORS技術的基本原理、觀測流程以及精度分析方法，通過與傳統測量技術優缺點的對比分析，指出CORS系統測量與傳統測量技術在線路測量中相互結合，取長補短，可以極大地提高工作效率。

CORS，線路測量，觀測數據，誤差

隨著GNSS技術的飛速進步和應用普及以及信息技術、計算機技術的快速發展，GNSS在工程建設中的作用已越來越重要。利用多基站網絡RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統(Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS)已成為工程建設GNSS應用的發展熱點之一。基礎設施的建設促進了社會經濟發展的基礎，目前為了拉動地方的經濟，全國各大小城市及城鎮增加了道路、橋梁、鐵路、高速公路等線路工程建設的投入。線路測量是基礎建設開工建設的基礎，因此在工程建設過程中要采用先進的技術來完成相應測量工作，以此促進社會經濟的健康發展[1-3]。

城市建設過程中線路測量，由于受到施工環境的影響以及道路周圍高樓大廈對信號的影響，以及線路本身存在的自身特點，長寬比例屬于狹長帶狀作業形式，原有的基準站RTK測量和全站儀施工測量方式有些受影響[4]。

本文主要利用南方單基站CORS對道路進行了整體控制以及中樁的施工定位測量。通過對傳統測量技術RTK、全站儀和CORS中樁放樣測量的坐標，對比分析得出南方單基站CORS，RTK和全站儀獲取的坐標精度各有高低，在施工現場CORS系統測量與傳統測量技術在線路測量中相互結合，取長補短，可以極大的提高工作效率。

1 南方單基站CORS的發展和現狀

1.1 南方單基站CORS系統

1)單基站CORS系統原理(見圖1)。

單基站CORS只有一個連續運行站，類似于一加一的RTK，只不過基準站由一個連續運行的基準站代替，基站同時又是一個服務器，通過軟件實時查看衛星狀態、存儲靜態數據、實時向Internet發送差分信息以及監控移動站作業情況以及同時提供網絡差分服務和用戶管理，移動站通過GPRS，CDMA網絡通訊方式與基站服務器進行通訊[5,6]。

2)城市單基站CORS系統建設。在淄博市建立了由濟南分公司統一控制處理的多個單基站，單個覆蓋區域半徑達到70 km，在城市建設過程中信號幾乎覆蓋所有城區，為工程建設、學校實習使用以及科學研究提供了技術支持。基準站由觀測墩和儀器室兩部分構成。南方單基站CORS系統觀測墩建立于樓頂，主機安置在屋頂下面的設備機房，能夠提供全天的網絡信號[6]，GNSS連續運行參考站見圖2。

1.2 GNSS RTK定位原理

GNSS RTK測量系統至少包含兩臺GNSS接收機，由基準站、移動站、電臺、天線組成，要求周圍無遮擋物。觀測條件良好，在作業過程中，其中有一臺安置在基準站上，另外的接收機分別安置在不同的流動站上。基站站要安置在測區較高地方，而且要求觀測條件良好、周圍無遮擋物，在作業過程中實時向用戶流動站傳輸坐標解算參數[7,8]，具體工作原理圖如圖3所示。

2 數據分析

本項目選取城市建設過程中，某條原有道路的擴建測量工作分析。主要是利用南方單基站CORS系統，對線路施工的中樁進行了詳細的測量。并且利用南方RTK觀測處理的結果、全站儀測量的結果與CORS系統測量的結果對比分析，具體的觀測成果和分析結果如下。

2.1 RTK觀測數據

選擇合適的一天，利用2臺南方銀河GNSS接收機組成RTK進行中樁放樣測量，具體的觀測數據與設計數據進行對比分析，儀器使用及觀測條件都在最佳狀態下操作。根據道路放樣測量技術規程要求，最弱點位中誤差和最弱邊相對中誤差都達到精度指標(見表1)。

表1 RTK觀測數據和設計數據比較分析

通過分析GNSS RTK測量的坐標與道路設計數據分析，可以得出相對誤差最大30 mm，最小4 mm，最大誤差X方向30 mm，Y方向誤差為27 mm，距離差值最大32 mm。根據實地分析發現，K5+800中樁位置離基準站以及控制點的相對位置最遠。

2.2 CORS觀測數據

利用南方CORS系統以及全站儀對中樁進行放樣并進行逐點觀測，并且保存觀測成果。觀測完畢進行數據傳輸和內業數據整理。南方CORS觀測成果以及全站儀觀測成果分別與設計數據結果進行比較。具體結果如表2，表3所示。

表2 CORS觀測數據和設計數據比較分析

表3 全站儀觀測數據和設計數據比較分析

三種觀測方法距離差值分析見圖4。

通過分析CORS測量的坐標與道路設計數據分析，可以得出相對誤差最大20 mm，最小2 mm，最大誤差X方向20 mm，Y方向12 mm，距離差值最大22 mm。通過分析全站儀測量的坐標與道路設計數據分析，可以得出相對誤差最大11 mm，最小1 mm，最大誤差X方向13 mm，Y方向11 mm，距離差值最大15 mm。

3 結語

1)本文主要利用南方單基站CORS對線路中樁點位進行放樣測量，分析了三種方案測量坐標的精度，以此來檢驗南方單基站CORS系統的測量精度，穩定性，可靠性。經過檢驗結果可以得出南方單基站CORS系統穩定，操作簡單，精度高，擴大了作業范圍。2)南方單基站CORS在線路測量中的應用能夠彌補全站儀的多次搬站以及RTK觀測基站、移動站架設的麻煩。3)本文只是選取了部分線路進行試驗分析，難以得出確定性的哪一種方法在施工過程中精度最高，在線路工程測量中可以多種方法聯合使用。

[1] 劉經南,劉 暉.連續運行衛星定位服務系統——城市空間數據的基礎設施[J].武漢大學學報(信息科學版),2003(6):259-264.

[2] 朱建榮,黨仁民,王雪平.GPSRTK在供水管線測量中的應用研究[J].礦山測量,2013(4):16-18.

[3] 秦海濤,何宇翔,萬 勇.GPSRTK在高速公路工程測量中的應用[J].公路與汽運,2009(5):110-112.

[4] 黃照貴,王 勁,林 玉.GPSRTK技術在地籍地形測量工作中的作用探索[J].資源信息與工程,2016(12):123-124.

[5] 楊 光.基于CORS平臺的三維坐標在線轉換系統[J].測繪通報,2008(11):11-13.

[6] 靳合波,吳學超,袁興明.南方單基站CORS在校內控制測量中的應用[J].山東理工大學學報,2014(3):46-49.

[7] 董治方.GNSSRTK在農村土地所有權調查中的運用與分析[J].測繪與空間地理信息,2014(5):137-139.

[8] 施 克,雷海林,陳永生,等.GNSSRTK建立等級控制點精度分析[J].導航定位學報,2015(12):106-109.

Application of single base station CORS in South China in line survey

Sun Guoqing1Peng Lei2Yuan Xingming3

(1.Zibo Jingwei Survey and Design Co., Ltd, Zibo 255000, China; 2.Shandong in the Extension of Geographic Mapping Technology Co., Ltd, Linyi 276000, China; 3.Shandong Vocational College of Industry, Zibo 256414, China)

In this paper, according to the construction characteristics of line engineering survey, the basic principle of CORS technology, the observation process and accuracy analysis are analyzed. By comparing the advantages and disadvantages of the traditional measurement technology, it can be concluded that the combination of CORS system measurement and traditional measurement technology can improve the work efficiency greatly.

CORS, line measurement, observation data, error

1009-6825(2017)12-0210-02

2017-02-18

孫國慶(1984- )，男，助理工程師

P228.4

A