CORS技術在市政工程測量中的應用

摘要：近年來PPP、EPC模式的市政工程道路總承包項目越來越多，因為這些項目具有線路長、總投資額高、施工測量工作量大等特點，所以對項目測量人員、測量設備的配置都是一個嚴峻的考驗。隨著我國北斗導航系統的成功建立，CORS基站在市政工程領域的應用越來越普及。基于此，結合CORS技術測量定位的特點，分析傳統RTK測量作業模式的要求和制約條件，總結CORS技術在市政工程測量中的特點與優勢，最后具體闡述CORS技術在市政工程測量中應用方法，以期為類似工程建設項目的測量工作提供一定的參考和依據。

關鍵詞：CORS;測量;市政工程;應用

0" "引言

隨著國家城市化建設越來越快，基礎設施建設項目數量逐步增多。在市政工程建設施工過程中，對測量作業的效率和要求也越來越高，現如今傳統GNSS RTK測量技術已經得到了廣泛的普及與應用，它與傳統全站儀測量方法相比，具有全球性、全天候、連續性和實時性的特點，而且不受測量距離和通視條件的限制，降低作業難度與作業成本的同時，提高了測量作業效率。然而常規RTK技術依然存在的一些不便與缺陷，為了解決這些問題，實現大區域范圍內厘米級、精度均勻的實時動態定位，CORS技術應運而生。

本文結合CORS技術測量定位的特點，分析傳統RTK測量作業模式的要求和制約條件，總結CORS技術在市政工程測量中的特點與優勢，最后具體闡述CORS技術在市政工程測量中應用方法，以期為類似工程建設項目的測量工作提供一定的參考和依據。

1" "CORS系統簡介

CORS系統（Continuous Operational Reference System）指的是“連續運行衛星定位服務綜合系統”。它是近年來在傳統RTK技術、計算機技術、通訊網絡技術的基礎上，發展起來的一種實時動態定位新技術，是利用多基站網絡RTK 技術建立的連續運行參考站衛星定位服務綜合系統。它不僅是一個動態的、連續的定位框架基準，同時也是快速、高精度獲取空間數據的重要城市基礎設施，CORS系統還可在城市區域內向大量用戶提供厘米級精度的實時動態定位信息，隨著CORS基站的建設和連續運行，其已逐步形成了一個以永久基站為控制點的網絡系統，并實現了城市建設和城市測繪數據的完整統一[1]。

2" "傳統測量模式特點

傳統GNSS RTK測量作業模式一般為“1+1”（1個基準站+1個移動站）或“1+2”（1個基準站+2個移動站）模式，它們均需要自行在已知控制點上架設基準站，作為測量數據基準，而基準站架設的要求和注意事項較多[2]。

2.1" "位置條件

為避免多路徑影響和信號干擾，基準站應選擇架設在地勢較高、視野開闊、無高大建筑與樹木、無較大金屬構件、無大面積水域、無變壓器、高壓線等磁場的地方，從而保證移動站測量結果的準確性和精度。由此看出，基準站的架設位置及控制點的埋設位置限制的因素較多。

2.2" "安全保證

控制點基準站架設是為了使移動站獲得基準站的差分信號，即獲取移動站與基準站的向量值（即測量點相對已知控制點的方位角和水平距離），從而得到測量點的工程坐標。基準站是測量結果準確性和精度的基礎，因此基準站需要專職的測量人員進行架設。測量人員要不斷觀察衛星信號、電池電量等情況，并時刻在旁站看守，以防止擾動、破環、丟失等情況發生。這不僅增加了人工費用支出，還使測量產生了諸多不穩定因素[3]。

2.3" "測量距離

基準站與移動站的距離，原則上不能超過GNSS接收機性能參數要求的最大作業距離，同時也不能超過開工前用于坐標轉換的控制點的最大邊長。否則會影響測量的精度及結果的準確性，甚至因接收不到差分信號而不能完成測量。

2.4" "測量精度

若每次進行測量作業，基準站都架設在同一個點，則測量誤差很小，可以忽略。倘若因測量距離或其他因素限制，而需要架設不同控制點，就產生的誤差就會包含控制網本身的誤差。若項目對測量部位精度要求較高，則應盡量架設在同一控制點，且測量作業范圍原則上不能超出控制網測區范圍，否則測量誤差會增大。

3" "CORS測量模式特點與優勢

與傳統GNSS RTK測量作業模式相比，移動站CORS測量作業模式具有以下優勢：

移動站CORS系統采用的基準站是城市建設管理的永久性基準站，無需再自行架設基準站，所以想要在整個市政工程項目范圍內的任何位置進行測量作業，則不必再考慮基站控制點有無、控制點周邊環境狀況、位置分部、測量距離等諸多因素的影響，從而減少了架設基準站諸多制約條件[4]。

實現了一臺移動站即可獲得全天候、實時性定位信息，操作簡便，減少了測量人員、儀器設備的數量需求，降低了測量成本，同時大大提高了市政工程測量作業效率和測量數據可靠性。

CORS系統是一整座城市動態的、連續的定位框架基準系統，會自動創建一個虛擬的基準站進行數據解算，系統覆蓋范圍廣，用戶可以不受距離限制，在市政工程項目范圍內任何位置、任何時間接收到可靠的、高強度差分信號，并獲得厘米級精度的工程坐標。

CORS系統的定位框架基準具有整體性，不存在因多個區域、多個工程項目的工程坐標系的不同而導致的誤差，眾多的永久基站共同建立了一個巨大的、統一的坐標系統，避免了每次測量基準的不唯一性。同時系統擁有完善的數據監控系統，可以有效地消除系統誤差，增強差分作業的可靠性，保證工程施工測量的作業精度。

4" "市政工程測量應用

4.1" "坐標系設置

工程項目進行測量作業之前，進行坐標系設置，根據設計圖紙或控制點資料說明，正確選擇相應的坐標系統，設置橢球參數、投影參數（中央子午線經度、投影面大地高等）、基準轉換、平面校正、高程擬合、校正參數等。

4.2" "工作模式設置

進入移動站設置，選擇移動站CORS模式，設置移動站網絡類型，輸入CORS服務信息。其中包括模式名稱、服務器地址、端口選擇（8001-ITRF地心坐標系，8002-WGS84世界坐標系，8003-CGCS2000國家坐標系）、源列表（RTCM32_GGB：三星GPS、GLNS、BDS，RTCM30_GG：兩星GPS、GLNS）、用戶名等信息。

4.3" "坐標系轉換

一般工程項目的坐標系統與CORS系統提供的默認坐標系統不符（或可能存在一定誤差，需進行控制點放樣檢核），要使測量的點坐標與工程坐標系坐標匹配統一，需要選擇合理的控制點和適合的計算方法進行參數計算，得出轉換參數，完成坐標系轉換。

4.3.1" "控制點的選擇

被選擇用于參數計算的控制點應安全穩固，數量應大于3個，具體根據項目情況而定，一般選擇4～8個為宜。控制點應分布在整個工程項目測區的外邊緣，保證能夠包含整個測區。遵循從高級到低級、從整體到局部的原則，利用的長邊來控制測區短邊，從而保證測量的合理精度。同時控制點所形成的形狀應盡量接近正多邊形，嚴禁控制點線性分部，否則會嚴重影響參數計算的精度。控制點點位合理分布圖樣如圖1所示。

4.3.2" "參數計算

錄入或導入設計院移交并經復測無誤的控制點坐標數據成果，現場依次平滑采集用于參數計算控制點的經緯度坐標（為保證采集數據的穩定性和可靠性，可多次采集），添加控制點及一一對應的兩種成果數據，進行參數計算。計算殘差結果應滿足精度要求，否則應查找原因，重新采集或計算。坐標轉換參數計算數據信息如表1所示。

4.3.3" "轉換成果檢核

參數計算完成后，將計算的參數應用于項目新建工程，然后選擇具有代表性的一部分或全部控制點進行測量放樣，以對坐標系轉換成果進行檢核，放樣偏差應保證在合理的范圍之內，一般平面偏差為±8mm、高程偏差為±15mm為宜。

4.4" "測量作業步驟

開機連接儀器、連接網絡，設置移動站CORS模式、待搜星完成、信號穩定后開始進行測量，每一次測量之前和完成測量之后，均應使用已知控制點進行測量放樣檢核。若發現問題，應及時查找原因或進行重新測量，以保證測量成果的安全、可靠性，避免測量問題發生。

4.5" "測量信息管理

儀器手簿內存儲了一個工程項目的全部測量信息，包含坐標系統、控制點、放樣點、采集點、圖形文件等重要的工程數據，所以測量設備應做到專人專用。注意采取保密措施，必要情況應設置密碼，以免手簿意外丟失或他人隨意打開手簿查看、修改手簿配置或測量數據。

原則上工程項目結束前，不可以借給其他單位或個人使用。每次的測量作業數據應及時導出，并按照日期等要求進行整理，做好備注說明：要求清晰明了、可追溯，同時做好測量數據的存檔、保密工作[5]。

4.6" "市政工程測量軟件的應用

隨著科技的進步和信息技術的發展，手簿軟件除了擁有基本的測量功能之外，大多產品均研發了各自針對性較強的測量功能和測量軟件，基本滿足了目前大部分用戶的工作需求。例如華測公司針對中國市政道路工程的設計與施工特點，研發的測量軟件中，不但包含了傳統的坐標放樣、道路放樣之外，還增加了圖形作業、CAD放樣，土方計算等功能，實現了圖紙與坐標的無縫銜接。其中的道路放樣程序更是除了包含常規的道路平曲線、豎曲線功能之外，還增加了市政道路的超高、加寬、標準橫斷面（中分帶、機動車道、側分帶、非機動車道、人行道的設計參數）、邊坡放樣、構筑物放樣等針對性、實用性極強的功能，減少了很多測量工作量，同時也大大提高了作業效率和準確性。

5" "結語

傳統RTK測量技術存在的眾多不便與缺陷，而CORS技術的發展與應用解決了這些問題，同時為市政工程測量工作帶來了極大的便利，其已成為城市GPS 應用的發展熱點之一。隨著CORS技術的逐步發展與完善、中國北斗衛星導航系統全球組網完成的普及應用，相信在未來中國的城市化建設中，CORS技術在市政工程測量的革新與應用也會越來越智能、便捷、準確、高效。

參考文獻

[1] 葉發亮.CORS技術在工程測量中的應用研究[J].建材與裝飾，2021，17（9）：230-231.

[2] 李興.CORS技術在城市規劃測繪中的應用[J].工程技術研究，2021，6（9）：45-46.

[3] 陳彥君.城市勘測中CORS技術的運用[J].電子測試，2019，（10）：59-61.

[4] 王宇翔.CORS技術在土地整理測繪中的應用[J].資源信息與工程，2017，32（5）：125，127.

[5] 邱標新.CORS技術在安溪縣數字測圖控制中的應用研究[J].測繪與空間地理信息，2017，40（5）：112-114，117