CORS系統(tǒng)在農(nóng)田水利項目上的應用

馬吉芳 王立鶴

摘要：CORS系統(tǒng)在我國已全面建成，本文簡要闡述了CORS系統(tǒng)的基本原理和組成，并結(jié)合農(nóng)田水利工程的具體實例，闡述CORS系統(tǒng)在進行農(nóng)田水利項目測繪過程中的應用及方法，進行了精度統(tǒng)計分析，同時闡述了CORS系統(tǒng)的優(yōu)勢及作業(yè)過程中需要注意的事項。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng);平面測量;地形修測;優(yōu)勢

1.引言

目前，農(nóng)業(yè)工作的關(guān)鍵之處是建設標準更高的農(nóng)田水利工作，這項工作的難點在于施工周期短、任務量大、范圍廣、季節(jié)性強。采用傳統(tǒng)的全站儀測量的工作效率太低，單基站RTK作業(yè)范圍太小，同時需要搭建很多的基站站點，這造成全站儀和單基站RTK在測量時不占據(jù)優(yōu)勢。由于采用了全新的數(shù)字通信技術(shù)以及云計算技術(shù)的應用，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）的不斷發(fā)展，新型GNSS接收機全面兼容多星座衛(wèi)星系統(tǒng)。這將極大地推動了CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡RTK技術(shù)向更先進的方向發(fā)展。為大面積、離散的高標準農(nóng)田測量提供了一種準確、高效、靈活的外業(yè)測量方法。

2.CORS系統(tǒng)的基本原理

CORS系統(tǒng)其根本上類似于在移動站位置上，建立一個虛擬參考站，所以其精密性會非常好。通過差分處理移動臺最近的三個參考站收集的數(shù)據(jù)，能夠得到參考站建立三角形的正確數(shù)據(jù)，之后通過模擬得到誤差的修正模型，能夠根據(jù)整合電離層和對流層和軌道誤差模型，可以從參考站獲得連續(xù)的數(shù)據(jù)，最后實現(xiàn)差分定位。在操作過程中，首先，移動站點信息通過GPRS或CDMA等雙向數(shù)據(jù)傳遞給控制室。中央控制中心將根據(jù)移動臺信息計算相應的軌道，電離層和對流層誤差，然后修改位置，并通過相同的數(shù)據(jù)模式將修改后的點信息發(fā)送給移動臺。最后，結(jié)合中央控制中心的反饋結(jié)果，移動臺可以進行位置的實時差分定位。

3.CORS系統(tǒng)的組成

基于上述的CORS系統(tǒng)原理，可以看出CORS系統(tǒng)由五個方面構(gòu)成，即用于判斷和處理的系統(tǒng)控制中心，用于通信定位的數(shù)字通信子系統(tǒng)，衛(wèi)星跟蹤基準站和用戶應用系統(tǒng)、客戶端的子系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)中心。

4.CORS在測繪生產(chǎn)中的優(yōu)勢

4.1效率高、作業(yè)范圍廣

允許多個團隊可以一起正式運行，流程站可以連接到CORS網(wǎng)絡進行操作，不受儀器的影響。團隊不會產(chǎn)出相互的影響，提高了效率。CORS網(wǎng)絡建設以省政府為單位，提供廣泛的服務，不會受到運作范圍的約束。非常適合高標準農(nóng)田建設項目的大規(guī)模分散測繪。

4.2抗干擾強、穩(wěn)定可靠

CORS采用電信運營商網(wǎng)絡信號通信，方便快捷，不易受干擾。采用多參考站誤差模型，提高了數(shù)據(jù)可靠性。

4.3精度高、穩(wěn)定性好

顯著地降低了系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差，主要的誤差時由于偶然誤差產(chǎn)生的，CORS系統(tǒng)測量精度分布非常的均勻。CORS系統(tǒng)采用多參考站模式建模，使得觀測數(shù)據(jù)的準確性大大地提高了。

5.CORS系統(tǒng)應用案例分析

5.1工程概況

本工程的水利配套T程位于外岡鎮(zhèn)，涉及泉涇、巨門2個村，5個灌區(qū)，有效灌溉面積共計1885畝。主要工程建設內(nèi)容：

（1）新建5座單泵灌溉泵站。（2）新建UPVC地下管道長22.505km，其中De500 UPVC管長1.528km，De400 UPVC管長8.972km，De315 UPVC管長12.005km。（3）新建排水溝長26.65km，其中口寬0.7m的排水溝長17.19km，口寬l.Om的排水溝長9.46km。（4）新建橋梁2座，新建倒虹吸13座，新建下田坡道143處。（5）新建道路2.913×l04m2。（6）土地平整共1885畝。（7）土方疏浚l3092m3。為了滿足設計要求，筆者所在公司受上海市嘉定區(qū)水利管理所委托，進行新建工程的前期測繪工作，為整個工程的初步設計提供翔實可靠的農(nóng)田、水利、道路數(shù)據(jù)。

5.2項目實施

5.2.1控制測量

（1）控制點選點及埋設經(jīng)過現(xiàn)場踏勘和道路實際情況，本項目共布設E級GPS點38個，點號為Gl～J38，地形測量控制點點位類型為平面控制點與高程控制點共用點，點材質(zhì)為預制道釘或鋼筋，紅色油漆標注且在醒目位置標注點號，并拍照保存登記。布設點位過程中，保證控制點之間至少兩點之間互相通視，且易于尋找。（2）平面控制測量本次工程坐標系統(tǒng)采用的是上海城市坐標系統(tǒng)。平面控制測量時，采用三腳架架設流動站接收機的方式，并保證儀器整平對中。平面數(shù)據(jù)的采集在上海市GNSS連續(xù)運行參考站網(wǎng)（SHCORS系統(tǒng)）基礎上，利用GNSS動態(tài)測量（RTK測量）技術(shù)測設平面二級控制點，按照測量規(guī)范要求保證流動站持續(xù)顯示固定解后開始進行觀測采集，每點獨立初始化2次以上，每次采集2組數(shù)據(jù)，每組采集的時間為120s，每點采集的數(shù)據(jù)剔除較差較大的值，其余值取其平均值作為該點的平面坐標。（3）高程控制測量本次工程高程系統(tǒng)采用的是吳淞高程系。高程控制測量采用天寶DINI03數(shù)字水準儀利用上海市城市等級水準點（2-077）布設兩段閉合四等水準路線，其中一段閉合差為17.50mm，限差為±44.82mm，另一段閉合差為13.OOmm，限差為±62.lOmm，測量過程嚴格按照四等測量規(guī)范要求進行。測量數(shù)據(jù)通過平差易2005水準網(wǎng)平差軟件進行平差，各項參數(shù)滿足精度要求，可作為高程控制成果使用。

5.2.2作業(yè)方法

（1）外業(yè)數(shù)據(jù)采集

根據(jù)現(xiàn)場情況，外業(yè)數(shù)據(jù)采集主要采用RTK CORS網(wǎng)及全站儀測量極坐標法，在使用全站儀進行測量時應符合以下幾點要求：

（a）儀器的偏差必須小于0.04mm。（b）每個工作站配備儀器后，一定要先進行檢查方位的正確與否，其次再進行破損部件的測量。為了使定向更加準確，避免由于輸入控制點坐標的不正確或其他原因造成的全站結(jié)果失效，在不同的條件下，定向檢查可以選擇不同的方式。（c）在測量地形和地面物點時，在每個測量站完成后，應檢查零點設置，零點設置差值不應超過30s。從測量站到地面物點的最大距離小于200m，從測量站到地形點的最大距離小于300m，地形點之間的間隔最大為20m。單位采用厘米。（d）測量剩余地點時，測量位置必須在地物中心或中心線重合。（e）測量的準確與否要嚴格按照《城市測量規(guī)范》的要求進行衡量標定。

（2）處理收集數(shù)據(jù)

本項目成圖采用全解析數(shù)字化，并做出測繪編碼，成圖軟件采用南方CASS9.2測量軟件。圖面內(nèi)容主要包括交叉路口線型走向、附屬物、市政設施、路面標高、道路中線及斷面高程等要素，在成圖過程中，根據(jù)地物特點屬性分圖層進行地形圖的編繪工作，主要圖層代碼及含義如下表l。

5.3 CORS施測注意事項

重視對質(zhì)量的苛刻控制，避免使CORS系統(tǒng)網(wǎng)絡RTK的粗差問題，使測量結(jié)果合理、可信。

（1）流動站作業(yè)區(qū)域必須在CORS有效覆蓋區(qū)域內(nèi)，并保證流動站與數(shù)據(jù)控制中心高效的通訊。（2）CORS流動站不宜在大片水域、強電磁場區(qū)域、高大林木區(qū)域和高層建筑密集區(qū)作業(yè)。（3）在開始操作之前，應初始化移動臺。在獲得固定解之后，可以開始正常的現(xiàn)場觀察工作。如果長時間無法修復，則應重新連接并初始化。在觀察過程中，當衛(wèi)星失去鎖定時，應在正常操作之前重新初始化并檢查已知點。（4）必須每天做好在已知點做檢核工作。

6.結(jié)語

CORS系統(tǒng)的不斷進步將推動測繪工作的開展，引領(lǐng)一個新的時代。它的覆蓋范圍廣，可以滿足同時運行多個流動站。它不受流動站等外部因素的影響?？梢匀珪r段運行，易于操作，使施工流程更加非常簡單，縮短了施工周期，節(jié)約了資金投入。同時事實證明，CORS系統(tǒng)能夠滿足農(nóng)田水利測繪工作的要求。

參考文獻：

[1]李征航.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學出版社，2013.

[2]陳龍飛，金其坤.工程測量[M].同濟大學出版社，1990.

[3]付兆祥，雷小鵬，唐紅濤.基于CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡RTK在圖根控制測量中的應用[J].北京測繪，2016（5）：117-119.