CORS測量技術應用探討

徐 果

（貴州建設職業技術學院，貴州貴陽 551400）

0 引言

近幾年，國內應用GPS（Global Positioning System，全球定位系統）測量技術發展迅速，特別是RTK（Real-Time Kinematic，實時動態）測量技術，由過去以GPS 為基本平臺，用戶獨立建立單基準站，直接接收衛星信號，受外界環境、衛星運行、電臺功率衰減等影響作業效率、測量精度的傳統RTK 模式，逐漸發展演變為以CORS（Continuous Operating Reference Station，城市連續運行參考站）系統為平臺，網絡RTK 模式（如應用較廣的VRS 技術）為主要作業手段，即用戶通過GPRS/CDMA 上網獲取定位數據，信號穩定、測量精度可靠、受外界影響較小的新型RTK 定位模式。通過技術管理人員的不懈努力，相信今后國內的VRS（Virtual Reference Station，虛擬參考站）測量技術會得到更進一步發展，推動測繪事業的長足進步。

1 CORS 系統構成

目前我國許多城市和地區都在積極建設，CORS 系統可以全天候監控、獲取、處理、發送GPS 定位數據，實時統一處理覆蓋地區的GPS 信號受外界的各類影響，修正其定位誤差，優化數據傳播途徑，結合地區地形實際情況，能夠根據不同用戶需要提供米級、厘米級的高精度定位服務。隨著我國北斗導航衛星定位系統的建立和完善，以及CORS 技術的成熟與進步，今后可以提供毫米級的定位服務，滿足高精度測量的需求。

目前，相關研究機構和人員正在積極研發和推廣CORS 網技術，如FKP（Flachen Korrektur Parameter，區域改正數法）、VRS、MAX（Master-Auxiliary Correction，主輔站）等技術，均在實踐中得到較好應用。如VRS 測量技術，根據用戶所處位置，控制中心選擇附近最優固定基準站，統一處理和改正原始GPS 數據，將高精度的定位信號最終通過GPRS/CDMA 發送給用戶終端，用戶實時獲得可靠、穩定的高精度定位數據。

2 CORS 測量技術的特點

2.1 系統誤差小、精度高

由于CORS 系統已較好地改正了GPS 信號受外界各種因素的影響，誤差已經降到最低或消除，在用戶終端（接收機）附近生成的虛擬參考基站，可以較好克服誤差積累問題，有效減少工作中系統誤差對測量精度的影響，同時，提供穩定可靠的差分信號給用戶，接收機的偶然誤差也得到解決。當然，在實踐中也發現，GPRS/CDMA 信號會受測區地勢陡峭、地形復雜等因素的影響，信號微弱或延遲，難以得到固定解，必然影響測量精度和工作效率，此時需要相關人員不斷變換接收機位置、耐心等待，以克服所面臨的現實問題。同時，需要相關部門和人員加快CORS 系統在當地的建立和覆蓋，降降成本，拓展功能，提高信號強度和抗干擾能力，使得用戶得到更加優質的服務。

2.2 作業范圍廣，方便快捷

傳統RTK 模式當移動站遠離基站時，受電臺功率限制，測量誤差逐漸增大，精度降低，影響工作效率，特別是遇到惡劣天氣時影響愈發明顯。而以VRS 為代表的網絡RTK 模式則不受這些因素的影響，只要有GPRS/CDMA 信號的地方就可以保障測量精度，而且不需要單獨建立基站、不受天氣干擾，使作業人員的工作更加便利。

2.3 提高工作效率

CORS 系統能夠提供厘米級高精度的定位服務，改變傳統先控制后碎部測量流程，可以同時進行，并且不再需要不斷遷站、建基準站工作環節，一人一套設備即可開展測量工作，大大提高了工作效率。

3 CORS 測量技術在工程測量中的應用

3.1 應用于圖根控制測量

當測區屬于山區地形較為錯綜復雜時，采用地面采集地形數據編繪地形圖時，傳統的布設控制測量方法受地形條件限制，作業效率和精度會受到不同程度的影響，必然需要大量的人力物力和財力，比如導線測量，測角和測距精度難度增加，有時觀測數據精度不夠還需要現場返測重測，并且需要對觀測及計算數據進行嚴密平差計算，才能得到符合精度等級要求的控制點數據。如果采用CORS 系統進行圖根控制測量則具有較大優勢，如布設的控制點可以不必聯測已知控制點，不需要大量的地面控制測量數據采集后后期數據處理工作，只需要申請購買相應位置和時段的網絡RTK 數據即可，在現場直接采集獲得控制點高精度數據，從而極大降低了作業成本，節省了人力物力和財力支出，并提高工作效率。

此外，使用CORS 測量技術可以對控制點進行復查、恢復性工作，隨時隨地檢查控制點點位精度，是否能夠繼續用于后續測量工作，而如果被損壞，可以及時進行恢復，避免對工作造成的損失。如果測區控制點數量不夠，還可以比較方便的根據需要進行加密工作，保障加密點點位精度，為后續測量工作提供有力技術保障。

3.2 應用于數字測圖

在測繪1∶1000 地形圖時，可直接用于布設一級GPS 控制網，并完成與測區附近高等級的控制點聯測并校點，現場直接布設圖根點并校點用于碎步測量，相比傳統的先GPS 靜態測量做控制測量、后電臺RTK 模式測碎部，CORS 測量技術可同時開展控制測量和碎部測圖工作，也可以先碎部測量、后控制測量，通過后期校正圖紙即可。另外，作業受氣候影響的程度較小，這在很大程度上提高了測圖效率。例如，采集地形碎部點時，對于通視比較困難和GPS 衛星信號受干擾地方，可以采用網絡RTK 技術開展數據采集工作，此時GPS 只需連入移動網絡，接受移動網絡信號獲得高精度的點位定位數據。并且，隨著我國5G 技術的覆蓋普及，移動網絡信號將進一步增強，可以有效克服目前一些地區網絡信號弱的不足之處，更好地發揮其高精度的定位服務。

3.3 應用于土地勘界

土地勘界是指根據土地征收、劃撥、出讓等管理需要，實地測量土地范圍、現狀、權屬等技術服務工作，其工作流程包括前期準備、外業觀測、內業資料整理、成果驗收提交及歸檔等。由于需要勘界的地塊控制點往往比較少、分布比較遠，采用傳統的全站儀測量或RTK 測量方法就非常困難，工作效率低，作業成本高。如果采用CORS 測量技術，則不需要比較系統地布設不同等級的控制網進行控制測量工作，只需根據工作需要一定數量的控制點即可，節省大量的控制測量成本，比較方便地采集土地界址點數據，形成土地丘塊圖，獲取測區內居民及單位各自土地權屬面積、位置、屬性等信息，為國土、規劃等部門提供準確、可靠的土地基礎資料。

3.4 應用于建構筑物變形觀測

傳統測量方法需要定期或不定期地進行水準測量工作，雖然可以獲得建筑物在一定時間段內的沉降量和累積值，但不能實時獲得任意時刻的變化量，不能較好地應對突發緊急狀況。而采用CORS 系統的VRS 定位技術，可以全天候監測各類建構筑物的沉降量，準確預測當發生極端惡劣天氣、泥石流、滑坡、地震等自然災害或荷載異常變動時人為因素對其造成的影響，為相關管理人員及時制定應對方案，最大限度地降低對建構物的影響，提高其使用壽命，確保為人們財產安全提供基礎監測數據。

3.5 應用于公路工程測量

使用RTK 技術進行公路線狀地形圖測量，受基準站距離限制影響比較大，并且流動站距離過遠信號容易受外界干擾，否則難以得到固定解，測量精度受影響。而采用CORS 測量技術，基準站和移動站之間的距離可以更遠，并且接受的信號點位精度不受距離的影響，可以以車載RTK 接收機作為流動站，車輛在行駛過程中采集地形數據，并實時并數據傳輸給計算機，由計算機相應軟件處理傳輸來的數據，對比地形圖并標記公路線路，可以提高測量精度降低累積誤差對測量的影響。

另外，在以前使用全站儀測量道路中線時，相鄰控制點需要通視，并且在測量過程中存在誤差累積，直接影響測量精度。如果采用電臺GPS 測量道路中線，則不再受點位通視影響，但是會受到基準站和流動站距離、數據鏈接對信號的影響。使用CORS 測量技術開展公路中線測量，前期在手簿里輸入道路中線相關數據（如交點坐標、里程等）后，可以自動生成中線放樣點位數據，在測區現場直接進行中線測量，并且放樣測量的中樁點位精度不會有誤差方面的累積。

同樣，對于道路縱橫斷面測量：采集道路中樁點高程數據繪制縱斷面圖，用于道路縱坡設計，采集垂直于中樁點橫向地形數據繪制橫斷面圖，用于道路路基設計和土石方量計算，以前的方法采用水準測量方法作業，通過水準測量采集道路縱橫斷面地形數據，需要投入大量的人力物力和財力，現場工作量極大，測量難度大，精度還會受到誤差累積的影響，工作效率也受影響。而采用CORS 技術測量道路縱橫斷面，前期只需手簿輸入道路相應坐標數據，縱橫斷面放樣點位自動生成，在現場根據手簿提示的放樣點位進行道路縱橫斷面測量，比傳統的水準測量方法，成本大幅降低，點位采集更加準確，精度更加可靠，效率更高。

3.6 應用于水利工程測量

水利工程測量工作包括控制測量、測繪河道地形圖、河道橫斷面測量、堤防縱橫斷面測量等。測區往往呈狹長帶狀分布，周圍地勢險峻，地形比較復雜，采用傳統的全站儀測量受通視及地勢影響比較大，測量點位精度受地形影響較大，存在誤差累積情況，作業困難，工作周期長，工作效率難以提高，成本也比較高。如果采用電臺GPS 測量技術又會受衛星信號被干擾，基準站和流動站需要頻繁遷站，影響作業效率和質量。采用CORS 測量技術則可較好避免以上問題對測量工作的影響，但要解決好測區網絡覆蓋問題，以有效保障測量精度，提高工作效率，降低工作成本，減小工作強度。

4 結束語

通過實踐工作總結，CORS 測量技術完全可以滿足圖根控制測量、大比例尺地形圖測繪、小區域土石方量計算、土地勘界等工程方面的精度要求，避免傳統靜態GPS 測量、導線測量、水準測量耗時費力，基線解算、數據平差復雜等問題，極大節約工作時間和成本，而且可以全天候作業，便于測量人員制定項目實施方案和控制進度，在一定程度上縮短工期、降低測量成本，從而提高測量工作的質量和效率。

CORS 測量技術作為GPS 技術在國內高精度定位的實踐運用，目前在各個省市得到了推廣普及，雖然仍存在一些不足，但從工作效率和成本、定位精度及可靠性等方面分析，仍具有較大空間的發展及使用價值，值得進一步推廣使用。