CORS技術(shù)在帶狀地形圖測(cè)量設(shè)計(jì)與實(shí)施中的應(yīng)用

魏長(zhǎng)壽 王翔

摘 要：在帶狀工程測(cè)量中，CORS技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種融合衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的測(cè)量新技術(shù)。本文以某市龍騰路測(cè)量項(xiàng)目為例，介紹了CORS技術(shù)的基本原理；并且探討了CORS技術(shù)在建立圖根控制網(wǎng)作業(yè)實(shí)施中，對(duì)于帶狀地形圖測(cè)量的點(diǎn)位位置的精度影響，使用GNSS和全站儀相互配合的方法完成了帶狀地形圖的測(cè)量。對(duì)于測(cè)量中難易準(zhǔn)確測(cè)量的部分使用全站儀來(lái)補(bǔ)測(cè)GNSS數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮了GNSS及全站儀聯(lián)合測(cè)圖的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，精簡(jiǎn)了施測(cè)流程，有效控制了測(cè)量誤差，測(cè)量效率大幅提高；論文最后使用CASS軟件繪制了帶狀地形圖，完成了此項(xiàng)目的相關(guān)技術(shù)要求。實(shí)踐證明本文的測(cè)量方案設(shè)計(jì)和實(shí)施，完全滿足龍騰路項(xiàng)目精度要求。

關(guān)鍵詞：帶狀地形圖；GNSS；控制測(cè)量；全站儀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.120

1 引言

帶狀地形圖的重要性在于它對(duì)于城市地鐵建設(shè)、高速公路、管線等在規(guī)劃、設(shè)計(jì)方面是第一手資料，而且保證了項(xiàng)目能夠得到最優(yōu)化路線，可見(jiàn)其重要性所在。常規(guī)的三角、三邊、邊角等測(cè)量方法操作流程復(fù)雜、精度把握不準(zhǔn)，成本高、效率差，同時(shí)帶狀工程設(shè)計(jì)質(zhì)量要求高、工期要求緊[1]。

本文是龍騰路帶狀地形圖丈量，作為海州露天礦生態(tài)環(huán)境管理的基本性工程，能夠帶動(dòng)城市南部地區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，大幅度提升該地區(qū)的開(kāi)發(fā)價(jià)值，作為該市的一個(gè)新景觀，海州區(qū)露天礦周邊地區(qū)將更加適合居民居住，隨之，會(huì)有大批的人口流動(dòng)轉(zhuǎn)移，在南面和北面可以形成新的城市的格局，有利于城市的發(fā)展，拓寬了空間。公路帶狀地形圖為線路規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)施等任務(wù)的基本觀測(cè)資料[3]。

2 GNSS工作原理

GNSS 滿星座運(yùn)行時(shí)，空間段將包含導(dǎo)航衛(wèi)星30顆左右，使得在任意時(shí)刻、地面上任意觀測(cè)點(diǎn)可以同時(shí)觀測(cè)4顆以上的衛(wèi)星[4]。在進(jìn)行GNSS觀測(cè)時(shí)，假設(shè)GNSS衛(wèi)星位置精確可知，就可以根據(jù)三維坐標(biāo)中的距離公式，解算觀測(cè)點(diǎn)的位置（X，Y，Z） [5]。當(dāng)接收機(jī)捕獲4顆以上衛(wèi)星時(shí)，接收機(jī)可按衛(wèi)星的星座分布將衛(wèi)星分成每4顆一組，求解誤差最小的定位結(jié)果，從而提高導(dǎo)航定位精度[6]。

3 控制測(cè)量方案設(shè)計(jì)

3.1 CORS工作原理

CORS實(shí)際就是在一個(gè)相對(duì)大的范圍內(nèi)平均分布多個(gè)永遠(yuǎn)性的持續(xù)運(yùn)作GPS參照站[8]。CORS體系的操控中心收到經(jīng)過(guò)裝置設(shè)備的信息通信系統(tǒng)傳送來(lái)的已經(jīng)觀察好的資料，首先它會(huì)快速地進(jìn)行預(yù)處理和質(zhì)量分析，包括對(duì)每一站的數(shù)據(jù)，然后解算全部數(shù)據(jù)，最后實(shí)時(shí)地對(duì)各種系統(tǒng)誤差改正項(xiàng)（衛(wèi)星軌道誤差、對(duì)流層、電離層）進(jìn)行估算，得到誤差改正模型 [9]。用戶只需一臺(tái)GPS接收機(jī)，就可以實(shí)時(shí)或者事后得到高精度的測(cè)量結(jié)果。

3.2 CORS建立圖根控制網(wǎng)

3.2.1 GNSS布設(shè)原則

本工程平面控制測(cè)量采用CORS建立圖根控制網(wǎng)，GNSS控制網(wǎng)布設(shè)遵循從整體到局部、分級(jí)布網(wǎng)的原則。

3.2.2 施測(cè)方法

（1）選點(diǎn)前期收集相關(guān)于工程的各類材料：平面坐標(biāo)、坐標(biāo)系統(tǒng)、技術(shù)總結(jié)、高程之類的既有控制測(cè)量材料 [10]。

（2）所選點(diǎn)位必需與技術(shù)需求中的GNSS點(diǎn)位相符，方便利用各種測(cè)量方式。

（3）在埋設(shè)GNSS網(wǎng)點(diǎn)的工作中的標(biāo)石要有中心標(biāo)志，點(diǎn)的標(biāo)石與標(biāo)志務(wù)必穩(wěn)固可靠。

3.2.3 外業(yè)成果記錄

觀測(cè)記錄項(xiàng)目主要有：測(cè)站名、測(cè)站號(hào)、觀測(cè)單元號(hào)、時(shí)段號(hào)、近似坐標(biāo)及高程、天線及接收機(jī)編號(hào)、天線高、觀測(cè)日期、采樣間隔、衛(wèi)星截止高度角。

3.2.4 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

4 數(shù)據(jù)處理及精度分析

4.1 cass軟件進(jìn)行地形圖的繪制

4.1.1 讀取外業(yè)數(shù)據(jù)

4.1.2 圖幅接邊

4.1.3 圖形編輯

4.1.4 形成地形圖制圖數(shù)據(jù)

4.1.5 檢查修改

對(duì)照原圖進(jìn)行圖面和數(shù)據(jù)檢查修改。

4.1.6 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及輸出薄膜地形圖

4.2 地形圖建筑物邊長(zhǎng)精度比較

GNSS測(cè)量結(jié)果與鋼尺測(cè)量結(jié)果互差均在厘米級(jí)，其中互差最大為3cm ，最小為1cm。根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》，GNSS測(cè)量的長(zhǎng)度誤差均在±3 c m以內(nèi)，所以數(shù)據(jù)符合要求。

4.3 地形圖點(diǎn)放樣精度比較

從上述表格的測(cè)量互差結(jié)果分析出，GNSS與全站儀測(cè)量的互差都在厘米級(jí)以內(nèi)，其中3.4cm為最大互差，0.4cm為最小互差。依據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》中的要求，點(diǎn)位誤差要求<5cm，所以用全站儀檢驗(yàn)GNSS放樣點(diǎn)點(diǎn)位誤差符合精度要求。

4.4 地形圖高程精度比較

擬合高程結(jié)果與RTK測(cè)量結(jié)果，其中互差最大為0.6cm，最小為0.1cm，RTK測(cè)量高度相對(duì)于擬合高程的中誤差按公式m=±，結(jié)果為0.29cm，符合精度要求。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)龍騰路帶狀地形圖的測(cè)量設(shè)計(jì)，介紹了該項(xiàng)工程的概況以及測(cè)量的技術(shù)依據(jù)，在對(duì)龍騰路帶狀地形圖進(jìn)行測(cè)量時(shí)，利用CORS建立了圖根控制網(wǎng)；根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范要求利用GNSS對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)、記錄，采集外業(yè)數(shù)據(jù)，然后對(duì)采集到的外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使用CASS軟件繪制龍騰路帶狀地形圖。實(shí)踐證明本文的測(cè)量方案設(shè)計(jì)和實(shí)施，測(cè)繪結(jié)果誤差較小高，流程規(guī)范，完全滿足龍騰路項(xiàng)目精度要求。

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內(nèi)蒙古科技大學(xué)創(chuàng)新基金項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào)：2016QDL-S07