CORS在水利工程測量領域的運用

羅友文

摘 要：當前科學技術發展進步，人們對水利工程項目中的測量效率與精度要求也越來越高，為了保證測量品質又實現工程成本控制，本文就提出了CORS（Continuous Operational Reference System）GPS基準站網監測系統，希望借助它的功能優越性來實現對水利工程測量領域的多方向應用，并加以例證分析。

關鍵詞：CORS技術 水利工程測量 GPS-RTK 應用 精度

CORS技術能夠在恰當時點為水利工程項目提供導航、定位服務內容，同時對項目進行高精度、高效率測量，為項目實施過程節約大量資金，縮短工期，是目前水利工程項目測量中比較推崇的創新科學技術。

1.關于CORS技術

1.1技術起源

傳統的GPS-RTK技術可以為測量站點提供精確三維定位結果，這是因為它利用到了GPS的全球精準定位能力和RTK的實時快捷與簡易性特征，在測量領域擁有極為廣泛有效的應用。但伴隨當前基準站與流動站之間距離越來越大，GPS-RTK技術的應用能力相應減弱，其測量誤差相關性把握能力也有下降，很多時間無法精確定位對象點，且整周模糊度難以確定，無法獲得測量對象固定解。當前許多水利工程項目地處山區位置，其所配備的流動站不但與基準站相差距離較遠，而且流動站信號由于山區阻隔很難實現良好通信，此時RTK接收信號就會偏弱。為了解決這一傳統技術難題，人們就研究并提出了基于GNSS基準站網絡的CORS全新技術系統。

1.2技術原理

不同于常規的GPS-RTK技術， C OR S技術網絡固定參考站不會直接面向移動用戶發送任何修正信息，而是直接將原始數據發送給后臺控制中心。后臺控制中心在對信息進行處理后通過GSM技術發送概率坐標，然后才能與流動站建立聯系，確立最佳固定基準站。該基準站會基于信息整體來修正GPS軌道誤差，也包括由對流層、大氣層折射所造成的誤差，在修正誤差后將高精度差分信號直接發送到流動站，再生成一個虛擬信號參考基站，解決傳統RTK技術在長距離測量作業數據傳遞方面的信號限制問題，同時保證輸出信號高精度。在該誤差修正過程中，CORS技術網絡會為誤差構建改正模型，進行網絡平差結算，再根據用戶定位位置的近似位置來發送誤差修正參數，最后獲得用戶所希望獲得的精確實時定位效果。

2.CORS技術在水利工程測量領域的運用分析

CORS技術在當前水利工程項目測量領域中的運用非常廣泛，因為它能夠為項目提供厘米級精度定位服務，且也能夠滿足傳統GPS-RTK所具備的實時定位導航與高精度測量要求，在測量可靠性與效率方面比GPSRTK技術更高，因此被各省市級大型水利工程建設所采納。以下簡要分析CORS技術在水利工程測量中兩個方面的技術運用過程。

（1）在水利工程項目控制測量方面的應用。如上文所述，我國大部分水利工程地處位置偏遠，例如深山山區內，這些地帶地形較為復雜，在控制點布設上具有較大難度，傳統的導線測量、三角測量、包括GPS-RTK技術由于受到點點通視條件限制，只有多次遷站觀測才能實現有效測量，但不但測量精度無法保證還會花費較高成本。如果選擇采用CORS技術，首先在控制點布設方面就能凸顯優勢，它的控制點布設相對更簡單，在控制測量方面也能精確到厘米級別，而且不要求點點之間布設滿足通視條件，這就規避了可能存在的層層控制的點位誤差累計問題，包括點位分布不均勻問題。利用CORS在水利工程項目中可以實現實時控制測量，隨時定位并隨時確定定位精度，對提高測量作業效率很有幫助。就目前來看，CORS技術在控制測量方面表現尚佳，但在針對高精度的靜態定位測量方面還要運用到GPS定位技術，二者結合能夠為水利工程項目提供更高精度的項目控制測量結果。

舉例來說，在針對水利工程項目的高程控制測量方面，就需要將CORS技術與高程系統結合起來，將大地作為水準基準面來構建新的高程系統。在這里CORS負責測量地面點WGS-84坐標系中的大地標高，然后在高程系統與CORS技術中轉換關系，得出最終測量結果。對于某些地形相對平坦地區，在控制測量上對高程方向精度要求不會太苛刻，利用RTK技術就能完成。如果是地形復雜的山區水利工程項目，同樣測量方法可能會出現對象點的高程異常問題，此時要基于CORS技術來建立高程異常修正模型，再在該區域內獲得某一點的大地標高，通過模型插值計算來明確高程異常狀況，最終獲得正常標高，達到針對水利工程項目區域內的高程有效控制。

（2）在水利工程項目施工測量方面的應用。在水利工程項目施工階段的測量作業情況復雜，就以放樣為例，由于水利工程項目放樣工作量偏大，所以為了滿足工期需求，夜間也要進行放樣。對于傳統全站儀而言，它的技術是難以滿足夜間放樣要求的，所以這里還要運用到CORS技術。該技術不受夜間條件限制，根據WGS-84坐標系配合施工坐標系來轉換參數，同時將放樣樁位點坐標輸入到電子手賬中，該技術即使遇到交叉性建筑物等復雜地理狀態也能輕松展開直線與曲線放樣過程，具有一定技術優勢性。

另外在水利工程的斷面測量應用中也能看到CORS技術的身影，通過該技術配合RTK技術設計河道線形，實時為河道縱向與橫向方位提供斷面高程點測量數據，再通過CORS技術來進行縱橫斷面測量，其測量精度也能達到厘米級，實現對水利工程項目中河道斷面的精確測量。

3.CORS在水利工程測量領域的案例分析

CORS技術測量精度較高，但為了驗證它的高精度，本文還是選擇了某水利工程項目區域，對該區域中的部分控制點已知數據進行基于CORS的測量檢驗過程。具體來講，要通過CORS技術對該測區范圍內的5個E級GPS控制點進行均勻分布，目前已知這5個起算點覆蓋整個作業測區，對它們進行點校正，并實施坐標參數轉換。在測量前明確了5個控制起算點的檢驗參數，在校正后獲得它們各自的水平殘差與高程殘差，如表1。

如表1，在進行參數轉換之后利用CORS技術來測量已知控制起算點（5個），并對它們進行精度檢測，最后取得固定解。根據結果可以看到基于CORS技術測量后水利工程區域內所布設控制起算點的水平方向與高程方向精度都保持在3cm以內，這說明其控制測量過程基本滿足標準精度要求。

4.總結

綜上所述，CORS技術在水利工程項目測量方面具有極大優勢性，而且測量數據精確，實際應用價值更高于傳統的GPS-RTK技術，應該在未來為水利工程測量領域進一步廣泛推廣應用。

參考文獻：

[1]裴锫.CORS系統的網絡RTK技術在水利工程測量中的應用[J].河南水利與南水北調，2015（23）：61-62.

[2]魏理想.CORS技術在地籍測量中的應用[J].北京測繪，2015（6）：85-87.

[3]沈鋒.CORS技術在地形測圖中的應用[J].環球人文地理，2016（18）：30.endprint