CORS測量技術在工程測量中的應用

蔡元最

摘 要：CORS因具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強和覆蓋率廣等優點，被廣泛應用于各個領域，其中，在工程測量中的應用最為普遍。基于此，本文首先概述CORS系統的構成、特點、優點、分類及其應用價值，然后探究CORS技術在工程中的具體應用，為革新和推廣這項技術提供參考。

關鍵詞：CORS測量技術；工程測量；具體應用

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）17-0088-02

Application of CORS Measurement Technology in Engineering Survey

CAI Yuanzui

Abstract： CORS has been widely used in various fields because of its advantages of simple operation， low cost， high precision， high real-time and wide coverage， among which the application of engineering survey is the most common. Based on this， this paper first outlined the composition， characteristics， advantages， classification and application value of CORS system， and then explored the specific application of CORS technology in engineering， and provided a reference for the innovation and promotion of this technology.

Keywords： CORS measurement technology；engineering measurement；specific application

CORS技術作為一種連續性的運行衛星的定位服務綜合管理系統，其是在網絡RTK差分技術上創造開發出來的新型系統。這種技術可以廣泛應用于城市規則測繪、氣象預報、地震監測和交通導航等各個方面，其在工程測量中的應用則是最主要的應用方向。

1 CORS系統的構成

CORS系統作為導航衛星客戶端，主要涵蓋5個構件，主要為由活動單基準站升級為固定網絡集群基準站組、數據傳輸系統、數據處理中心、數據分發系統和用戶應用系統。每個基準站負責對衛星信號進行相應的數據捕獲和歷元信息采集。數據處理中心則要對獲得的基準站組及用戶端各種信息進行科學高效的數據處理和分流，并清楚明確地掌握每個用戶端的設備運行情況，生成虛擬參考站。數據傳輸系統是把各個基準站的GPS觀測信息和數據通過光纖的形式完成傳遞，在信息數據抵達監控中心之后再進行一次數據分析，從而把系統差分信息有效傳遞給各個用戶。數據分發系統是向每個用戶發送相應的定位導航信息數據，保證用戶及時收到系統信息，并有效監控和定位信息。

2 CORS的特點及優勢

CORS系統綜合運用了衛星定位、計算機信息網絡和數字通信等高新技術，并充分發揮了各項技術的優勢和特點。其不僅可以輔助測繪城市基準框架，也可以自動、實時、持續提供高精度的空間信息與時間信息，為區域管理與科學決策提供良好的基礎。CORS系統也可以在服務過程中充分利用RTK差分技術，實現自動化的數據記錄和差分解計算，并能根據實際情況對坐標進行轉化，為用戶提供厘米級定位精度。RTK差分技術由單一基準站及客戶流動站端組成，參考站與流動站之間的距離不斷加大時，其精度可靠性也隨之降低，作業距離一般不超10km。CORS-RTK技術是一種全新的技術，一定范圍內布設多個基準站，在這個范圍內形成一個全方位的網狀覆蓋，并通過連續跟蹤和觀測，建立起一個精確的誤差改正模型，通過虛擬參考站技術，使范圍內定位精度滿足要求。CORS的基準站可以及時采集衛星觀測的數據，并快速傳送給數據處理中心。數據處理中心作為CORS系統的核心單元，其能在很大程度上決定高精度動態定位的精確度，也是實時解算流動站相關定位數據的重要保證。

3 CORS的分類

CORS一般可以分為單基站的CORS、多基站的CORS和網絡化的CORS。單基站的CORS只設置一個連續的運行站，一般為一加一或是一加多個RTK，連續運行基準站代替普通的基準站，而這個基站具有借助軟件實現實時監控的作用，并對靜態數據進行保存，發送有關的差分信息。多基站的CORS是分布在一定范圍內的多個連續基站所形成的整體，每個基站都是獨立系統，且都有各種控制軟件自動化的計算，并把距離相近的基站的差分數據及時傳送給流動站。網絡的CORS可以利用一套特殊的軟件，對分布在其區域內的多個基站坐標和觀測數據進行誤差更正，盡可能提高數據的準確性和可靠性。

4 CORS的實際應用價值

CORS系統能在各種工程測量工作中體現出應用價值。CORS技術可以為用戶提供真實可靠、完整翔實的數據信息，也可以提供各種需求的差分定位數據信息，為城市道路建設、交通導航提供良好的發展條件，也可以實時監測自然災害和惡劣天氣，有效分析天氣變化、統計降水量數據、計算溫差等。CORS技術已經在電力行業與信息通信行業中發揮了巨大的優勢和作用，其在水利建設和工程測量中的重要作用也逐漸凸顯出來。

5 CORS技術在工程測量工作中的具體應用

5.1 有效控制測量方法

CORS技術在工程測量工作中的重要應用之一就是能控制工程的常規測量。如何快速高效地提供城市的控制點已經成為我國城市建設和發展的重要工作之一。常規的控制測量通常包括導線測量、GPS靜態和快速靜態定位測量。導線測量需要點間通視，不僅費時費力，而且進度較慢，在外業完成后無法獲取測量成果的精度。GPS靜態和快速靜態定位測量不需要點間通視，但要經過比較煩瑣的數據處理，無法實施獲取定位精度，在完成內業后如果精度不符合相關標準，則需要返工。應用RTK技術的CORS系統則既可以實時掌握定位的結果，也可以明確定位精度，在一定程度上提高了作業效率和質量。基于網絡化RTK技術的CORS系統，其定位精度可以達到厘米級，能體現出良好的測量控制效果。

5.2 大比例尺的帶狀測圖

工程測量通常要使用大比例尺的工程地形圖，并在布設測圖的控制網后進行有針對性的碎部測量。傳統的測量方法是利用測量區域內已有的控制點來進行全站儀的施測，其對通視的要求相對較高，在地形比較復雜或是建筑物比較密集的區域，頻繁設站會導致作業效率及觀測精度下降。傳統的RTK技術要將基站設置在已知點上，如果測量區內沒有已知點或者已知點不理想，則有可能導致基站失效，影響整個作業進度。另外，隨著移動站與基站距離的增加，定位精度隨之降低。根據實際應用經驗，基站的理想覆蓋范圍為10km半徑內。CORS技術克服了傳統測量手段和RTK的缺點，其有效作業半徑根據緯度高低可達20～70km[1]。CORS技術在一定程度上轉變了傳統測圖思維，提高了測圖工作的效率和定位精度，確保多基站可以協同工作，也保證了連續作業的穩定有序。對于精確度要求不高的工程測圖來說，可將CORS終端搭載在交通工具上進行實時、連續的數據采集，從而大大提高作業效率。

5.3 地形測圖

地形測圖是為礦區、城市和各種工程提供輔助施工的各種地形圖，可以滿足城市規劃和經濟建設需求。常規的測圖方法通常是先布設控制網點，這種控制網一般是在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點，最后依據加密的控制點和圖根控制點，測定地物點和地形點在圖上的位置，并按照一定的規律和符號繪制成平面圖。應用了CORS技術的地形測圖可以不布設控制點，由作業員直接操作流動站即可實現快速、高精確度地測定地形點和坐標，再利用現代化的測圖軟件，通過一次性的野外測量工作就能獲得測繪出的電子地圖，再借助計算機、繪圖儀和打印機等設備輸出與生成各種比例尺的測圖圖件即可。

5.4 斷面測量

工程的斷面圖需要依據斷面外業的觀測數據繪制而成，其能直觀準確地反映出地面起伏情況，是工程設計與施工的重要依據，也是工程設計的基礎性文件。在道路工程中線放樣過程中，傳統測量方法常用全站儀進行，放樣過程中同時測定了中心樁的高程，一定程度上提高了效率，但不可避免地受到通視情況的影響和頻繁搬站的約束。CORS技術可以采集樁位斷面的地形數據，并借助各種繪圖軟件第一時間繪制出斷面圖，極大提高工作效率，且操作簡潔、經濟效益高。

6 結語

在工程測量中廣泛使用和推廣CORS技術，可以提高定位精度、作業效率、可靠性，實現低成本，有利于推進工程測量的模式革新與思維創新，能為城市建設、工程施工和水利建設等各方面建設工程提供較大的經濟效益和社會效益，對推動城市化建設與促進經濟發展起到關鍵作用。

參考文獻：

[1]韓濤，黃如金.基于CORS系統下GPS測量技術在工程測量中的應用[J].智能城市，2018（4）：50-51.