淺談CORS技術在公路工程測量中的應用

摘要：在公路工程建設中，由于受地形條件的限制，傳統(tǒng)的測量方法工作效率低。CORS技術系統(tǒng)下的網(wǎng)絡RTK技術顯現(xiàn)出了極大的優(yōu)越性。本文介紹了CORS基本理論，對CORS技術系統(tǒng)在公路工程測量中的應用做了分析闡述。

關鍵詞：CORS技術系統(tǒng)技術；公路工程；測量

1 CORS技術系統(tǒng)概述

1.1 CORS技術系統(tǒng)

基于全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)（GNSS）的連續(xù)運行參考站網(wǎng)絡（CORS）是基于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的、態(tài)連續(xù)的，同時也是實時、快速、高精度地獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征的現(xiàn)代信息基礎設施之一。CORS技術系統(tǒng)由參考站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和用戶應用系統(tǒng)四部分組成。各系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)連接起來構成了一個局域網(wǎng)。利用CORS提供的實時定位服務，可以減輕測量工作者的勞動強度，提高測量的工作效率和觀測成果精度。與此同時它的建成為區(qū)域測繪工作提供了統(tǒng)一的測繪基準。

1.2 CORS技術系統(tǒng)工作原理

CORS技術系統(tǒng)工作原理是利用GNSS導航定位技術，在一定范圍內(nèi)根據(jù)需求按一定距離建立長年連續(xù)運行的若干個固定GNSS參考站，利用計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡技術將各個參考站與數(shù)據(jù)中心組成網(wǎng)絡，由數(shù)據(jù)中心從參考站采集數(shù)據(jù)，利用參考站網(wǎng)絡軟件進行處理，然后向各種用戶自動地發(fā)布不同類型的GNSS原始數(shù)據(jù)、各種類型RTK改正數(shù)據(jù)等。用戶只需要一臺GNSS接受機，進行野外作業(yè)時，即可進行mm級、cm級、dm級、m級的，準實時、實時、快速定位、事后定位或?qū)Ш蕉ㄎ弧?/p>

2 CORS技術系統(tǒng)在公路工程測量中的應用

傳統(tǒng)的公路勘測工作辛苦且繁瑣，存在著勘測周期長、工作效率低等諸多問題。CORS應用于公路工程工程測量，主要包括采用網(wǎng)絡RTK進行帶狀地形圖的繪制，公路工程中線的測設，公路工程縱、橫斷面圖測量等。

2.1 繪制大比例尺帶狀地形圖的應用

在公路工程選線時通常是在大比例尺（1：1 000或l：2000）帶狀地形圖上進行。用傳統(tǒng)方法測圖，要先進行控制測量，然后進行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。傳統(tǒng)的地形控制測量采用三角網(wǎng)、導線網(wǎng)得方法來實測，這些方法最大的缺點就是受地形條件影響較大，要求相鄰控制點間必須通視。在技術規(guī)范中對圖形、邊長有相應的要求，在野外踏勘、選點、埋設標記過程中花費大量的人力和物力。與此同時在外業(yè)施測過程中不能實時知道導線的精度是否滿足技術要求。外業(yè)完成后回到室內(nèi)進行平差處理后，一旦不滿足技術要求須返工重測。用ONSS靜態(tài)模式進行控制測量為了保證控制網(wǎng)的精度和可靠性，需要加強控制網(wǎng)的幾何強度，增加閉合條件，延長觀測時間取得大量冗余觀測。

GNSS網(wǎng)絡RTK技術打破了常規(guī)的RTK中流動站和參考站距離較近的限制，增大了流動站與參考站的作業(yè)距離。用戶作業(yè)范圍可擴大到50-70KM，甚至更遠，并且能夠完全保證精度。利用CORS下網(wǎng)絡RTK進行測圖，真正意義上的改變了傳統(tǒng)的先控制后碎部的測圖模式。這種作業(yè)模式是利用幾個永久的參考站同時向流動站發(fā)送差分信息，極大的提高了流動站點位精度。在一些舊路改造的工程中，在精度要求允許的情況下，可以將GNSS天線和數(shù)據(jù)電臺天線固定在機動車上，只需要機動車沿著原有公路工程連續(xù)行走即可完成測量工作，這樣大大的提高了測量速度，減輕了外業(yè)測量的勞動功能強度。

2.2 公路工程中線的測設應用

在完成了公路工程線形圖上的定線后，需要將公路工程中線在地面標注出來，傳統(tǒng)的放樣方法是根據(jù)公路工程的設計參數(shù)計算出中樁的樁號和設計坐標，然后將全站儀安置在控制點上進行進行放樣。這種放樣方法需要控制點與放樣點之間通視，放樣點的誤差不均勻。采用CORS下網(wǎng)絡RTK放樣，只需將中線樁點的坐標輸入GNSS手簿中，系統(tǒng)就會定出放樣的點位。由于每個點的測量都是獨立完成的，不會產(chǎn)生累積誤差，各點放樣精度趨于一致。因此運用網(wǎng)絡RTK放樣真正實現(xiàn)了單機作業(yè)，測量員只要手持GNSS接受機就可獨立完成公路工程中樁測設。

2.3 公路工程縱橫斷面測量應用

公路工程中線測量完成以后，還必須進行公路工程縱、橫斷面測量。縱斷面測量是測定各中樁地面高程并繪制公路工程縱斷面圖，用于路線的縱坡設計；橫斷面測量是測定各中樁處垂直于中線的地形起伏狀態(tài)并繪制橫斷面圖，用于路基設計、土石方計算和施工時的邊樁放樣。

傳統(tǒng)的公路工程縱斷面測量方法是在設計公路工程沿線布設臨時水準點，這些臨時水準點和國家級水準點構成附合水準路線，利用水準儀測出兩水準點之間的高差，在滿足閉合差允許范圍內(nèi)進行平差計算得出臨時水準點的高程；隨后把這些已知高程的臨時水準點作為起算點，通過水準測量的方法計算出各中樁的高程。這種作業(yè)模式施測過程中測站較多，特別是在地勢起伏較大的地區(qū)測量，工作量相當繁重。利用全站儀具有三維坐標測量的功能，在中樁放樣過程中就順便測量出中樁的高程，避免了重復測量工作。在測量過程中需要測站點和待測點需要通視，在地形復雜的地區(qū)也存在搬站測數(shù)較多的問題。采用CORS下的網(wǎng)絡RTK技術改變了傳統(tǒng)的測量模式，公路工程中線確定后，根據(jù)采集的中線樁點坐標通過繪圖軟件便可繪出公路工程縱橫斷面圖。

2.4 外業(yè)施測的應用

在施測前制定了測量方案。包括依據(jù)有關標準指出作業(yè)方法和技術要求、保證質(zhì)量的主要措施和要求等，投入儀器設備：LEICA GXl230 GNSS雙頻接收機1臺，NIKON全站儀（2\"）1臺，DS3水準儀l臺。完成了以下具體測量工作。

（1）公路工程中線測設：根據(jù)公路工程現(xiàn)狀邊線進行內(nèi)業(yè)解算公路工程中線樁號和中樁坐標：每隔20m解算一個中樁，在單位門口，地形變坡地，有公路工程相交的地方進行加樁。利用網(wǎng)絡RTK的放樣功能將上述解算的點放于實地，用全站儀進行坐標回采，差值均在±5cm內(nèi)。

（2）縱斷面測量：是在中線測設的基礎上進行的。以測區(qū)附近已有四等水準點為高程起算點，按照圖根水準的精度要求（附合線路閉合差≦±30L^1/2（mm），L為附合路線長度（1（km），沿中樁逐樁布設為附合水準路線經(jīng)過平差計算后得出施測樁位的地面高程。測量完畢將同一個中樁點的水準高程和RTK采集高程作比較，差值均在士4鋤內(nèi)。差值大的應分析原因，防止粗差出現(xiàn)。

（3）施工控制點測量：利用RTK的數(shù)據(jù)采集功能，在相交公路工程口施工范圍外選擇了四個施工控制點。施工控制點采用三腳架方式獨立測量兩測回取平均值，每次觀測歷元數(shù)不應少于30個，兩次測量平面坐標分量差值不應大于±2cm，如果超限應重新測量。測量完畢應用全站儀對控制點距離進行檢測，檢測相對誤差不應大于1/4000。

結語

CORS技術系統(tǒng)已經(jīng)相對成熟，它可以滿足不同行業(yè)、不同用戶定位、測速、測位移及氣象參數(shù)的需求。在我國，對于高程測量要求精度的工程，其精度仍不能很好的達到預期要求。CORS的高程精度取決于精化大地水準面模型的精度和網(wǎng)絡RTK的垂直精度。隨著地區(qū)高精度大地水準面模型的建立，才能真正實現(xiàn)高精度的三維一體測量，發(fā)揮CORS技術系統(tǒng)網(wǎng)絡化、精度高、基準統(tǒng)一、自動化和智能化、多元化服務等的技術優(yōu)點，發(fā)揮更大的經(jīng)濟和社會效益。

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