CORS高程技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

段永亮

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

CORS高程技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

段永亮

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

介紹了多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（CORS）的基本構(gòu)成，通過(guò)CORS在山西省中部引黃工程和禹門(mén)口提水東擴(kuò)工程中的應(yīng)用實(shí)例，分析了CORS高程可以達(dá)到的精度，提出了制約因素及建議，以供借鑒。

CORS；高程精度；應(yīng)用實(shí)例；工程測(cè)量

1 CORS定位技術(shù)

CORS是ContinuousOperationalReferenceSystem的簡(jiǎn)稱(chēng)，其全稱(chēng)是連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)。始建于20世紀(jì)90年代初期的美國(guó)，我國(guó)于2006年由中國(guó)地震局、總參測(cè)繪局、中國(guó)氣象局和教育部等六部委聯(lián)合申請(qǐng)的“中國(guó)大陸環(huán)境構(gòu)造監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)”通過(guò)批準(zhǔn)，準(zhǔn)備建立260個(gè)GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站，最終形成全國(guó)最大的連續(xù)運(yùn)行參考網(wǎng)系統(tǒng)。目前，我國(guó)多個(gè)省市已經(jīng)陸續(xù)建成，并逐步投入使用。

CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等多科技集合的產(chǎn)物，由CORS基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)勃發(fā)系統(tǒng)和用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)五部分組成。具有不需要架設(shè)基準(zhǔn)站，可以隨時(shí)隨地實(shí)時(shí)提供精確三維坐標(biāo)，全天候、不受通視條件限制等特點(diǎn)。

近年來(lái)，隨著CORS測(cè)繪技術(shù)在我國(guó)測(cè)繪行業(yè)中的廣泛使用，其平面精度已得到廣泛認(rèn)可，但高程數(shù)據(jù)卻一直沒(méi)有被充分應(yīng)用到測(cè)繪工作中。其原因主要有：一是我國(guó)采用的高程系統(tǒng)很多，得不到統(tǒng)一，高程系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換比較麻煩；二是即使解決了高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換問(wèn)題，CORS測(cè)量的高程精度也低于平面精度，利用CORS測(cè)得的高程究竟可以達(dá)到何種精度尚不明確，且精度未得到充分認(rèn)可。

2 水準(zhǔn)測(cè)量成果與CORS測(cè)量成果比較

為檢查CORS測(cè)量的高程精度，同時(shí)考慮高程異常對(duì)CORS的影響，結(jié)合山地和平原兩個(gè)工程實(shí)例，對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量成果和CORS高程成果進(jìn)行比較，分析其精度能否達(dá)到規(guī)范要求，為利用CORS高程成果求得待定點(diǎn)高程的理論提供依據(jù)，從而達(dá)到利用CORS技術(shù)代替等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的目的。

2.1 工程實(shí)例

2.1.1 山區(qū)實(shí)例

山西省中部引黃工程是山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設(shè)中一項(xiàng)重要工程。該工程自忻州市保德縣黃河天橋水電站庫(kù)區(qū)取水，橫貫呂梁境內(nèi)興縣、臨縣、離石、中陽(yáng)、柳林、石樓、交口、汾陽(yáng)和孝義9縣（市、區(qū)），臨汾市隰縣、蒲縣、大寧、汾西4縣和晉中市靈石縣，最終受益區(qū)達(dá)4市15縣。輸水工程包括總干線(xiàn)、東干線(xiàn)、西干線(xiàn)以及各供水支線(xiàn)。總干線(xiàn)及東西干線(xiàn)全長(zhǎng)約315km，各供水支線(xiàn)長(zhǎng)約140km，范圍大、距離長(zhǎng)，測(cè)區(qū)高差起伏較大。

利用CORS技術(shù)能否達(dá)到本次地形圖測(cè)量的精度要求，尤其是高程能否滿(mǎn)足精度要求，必須進(jìn)行實(shí)地檢驗(yàn)。測(cè)區(qū)附近具有多條國(guó)家二等水準(zhǔn)線(xiàn)路，用CORS對(duì)部分水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 CORS測(cè)量高程與直接水準(zhǔn)高程比較表

由表1數(shù)據(jù)可以分別算出高程中誤差。高程中誤差公式為：

式中：Mh——高程中誤差，mm；

n——檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)；

Δh——CORS測(cè)量高程與直接水準(zhǔn)高程的較差。

2.1.2 平原工程

山西省禹門(mén)口提水東擴(kuò)工程位于山西省中南部，二期工程向稷山汾南灌區(qū)、襄汾原井灌區(qū)、翼城利民灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉和翼城工業(yè)及農(nóng)村生活供水，行政隸屬山西省臨汾、運(yùn)城4縣（新絳、襄汾、稷山、翼城），測(cè)區(qū)主要為平地，樹(shù)木、村莊較多，為帶狀地形。其中選取了一塊比較平的區(qū)域做本次對(duì)比。測(cè)區(qū)附近具有多條國(guó)家二、三等水準(zhǔn)線(xiàn)路，水準(zhǔn)線(xiàn)路大約60km，更加能體現(xiàn)本次比較結(jié)果。具體見(jiàn)表2。

表2 CORS測(cè)量高程與直接水準(zhǔn)高程比較表

根據(jù)表2數(shù)據(jù)通過(guò)式（1）可以分別算出高程中誤差。

2.2 結(jié)果分析

由表1和表2進(jìn)行高差統(tǒng)計(jì)，具體見(jiàn)表3。

表3 檢測(cè)高程統(tǒng)計(jì)表

按照《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》的規(guī)定，基本高程控制（一、二、三、四、五）最弱點(diǎn)高程中誤差不應(yīng)大于h/20，當(dāng)基本等高距h=0.5m時(shí)，最弱點(diǎn)高程中誤差不得大于h/16，兩者相比，取最弱點(diǎn)高程中誤差Mh=31.25mm，所得數(shù)據(jù)均小于最弱點(diǎn)高程中誤差。因此，根據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)分析可知，在山區(qū)和平原利用CORS系統(tǒng)測(cè)量得出的高程成果，如果外業(yè)條件良好、通訊儀器不出現(xiàn)異常情況時(shí)，CORS系統(tǒng)測(cè)量的高程成果能夠滿(mǎn)足國(guó)家水準(zhǔn)規(guī)范精度要求。

3 CORS系統(tǒng)測(cè)量高程的制約因素分析

3.1 高程基準(zhǔn)面的制約因素

利用CORS求得的是地面點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系中的大地高程，而我國(guó)高程采用的是正常高程，為實(shí)際應(yīng)用于工程，必須實(shí)現(xiàn)WGS-84系統(tǒng)大地高程向正常高程轉(zhuǎn)化。由測(cè)量原理可知，要得到正常高程必須得出高程異常值才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，但我國(guó)采用的黃海高程基準(zhǔn)和大地高平面不能完全重合，其相對(duì)精度低，因而影響了CORS的測(cè)量高程精度，但影響甚微。

3.2 外業(yè)測(cè)量方面的制約因素

外業(yè)測(cè)量中，相位整周模糊解算、電離層延遲、太陽(yáng)黑子爆發(fā)、多路進(jìn)效應(yīng)、星歷和參考坐標(biāo)、天線(xiàn)高、潮汐、高壓電線(xiàn)、外圍建筑物、無(wú)線(xiàn)電等都會(huì)對(duì)高程測(cè)量具有比較大的影響，因此應(yīng)注意對(duì)儀器的保養(yǎng)維護(hù)，避免天氣、星歷、潮汐等不好的情況下進(jìn)行測(cè)量，還可進(jìn)行多余觀(guān)測(cè)來(lái)縮小誤差。

4 結(jié)語(yǔ)

由于CORS系統(tǒng)測(cè)量具有速度快、相對(duì)精度高、能減少誤差傳遞的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)測(cè)量工作中，因此在利用CORS系統(tǒng)測(cè)量高程時(shí)應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)程、規(guī)范、工程技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)，并結(jié)合測(cè)區(qū)的具體情況，在滿(mǎn)足規(guī)范精度要求的前提下，充分利用CORS系統(tǒng)來(lái)提高測(cè)量效率。

U652.6+2

C

1004-7042（2011）09-0046-02

段永亮（1980-），男，2005年畢業(yè)于太原科技大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理專(zhuān)業(yè)，助理工程師。

2011-07-17；

2011-08-22