南方單基站CORS在線路測(cè)量中的應(yīng)用

孫國(guó)慶 彭 磊 袁興明

(1.淄博經(jīng)緯勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，山東 淄博 255000； 2.山東中拓地理測(cè)繪科技有限公司，山東 臨沂 276000； 3.山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 256414)

?

·測(cè)量·

南方單基站CORS在線路測(cè)量中的應(yīng)用

孫國(guó)慶1彭 磊2袁興明3

(1.淄博經(jīng)緯勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，山東 淄博 255000；
2.山東中拓地理測(cè)繪科技有限公司，山東 臨沂 276000； 3.山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 256414)

根據(jù)線路工程測(cè)量的施工特點(diǎn)，分析了CORS技術(shù)的基本原理、觀測(cè)流程以及精度分析方法，通過(guò)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比分析，指出CORS系統(tǒng)測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在線路測(cè)量中相互結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，可以極大地提高工作效率。

CORS，線路測(cè)量，觀測(cè)數(shù)據(jù)，誤差

隨著GNSS技術(shù)的飛速進(jìn)步和應(yīng)用普及以及信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，GNSS在工程建設(shè)中的作用已越來(lái)越重要。利用多基站網(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)(Continuous Operational Reference System，縮寫(xiě)為CORS)已成為工程建設(shè)GNSS應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一?；A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前為了拉動(dòng)地方的經(jīng)濟(jì)，全國(guó)各大小城市及城鎮(zhèn)增加了道路、橋梁、鐵路、高速公路等線路工程建設(shè)的投入。線路測(cè)量是基礎(chǔ)建設(shè)開(kāi)工建設(shè)的基礎(chǔ)，因此在工程建設(shè)過(guò)程中要采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)完成相應(yīng)測(cè)量工作，以此促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展[1-3]。

城市建設(shè)過(guò)程中線路測(cè)量，由于受到施工環(huán)境的影響以及道路周圍高樓大廈對(duì)信號(hào)的影響，以及線路本身存在的自身特點(diǎn)，長(zhǎng)寬比例屬于狹長(zhǎng)帶狀作業(yè)形式，原有的基準(zhǔn)站RTK測(cè)量和全站儀施工測(cè)量方式有些受影響[4]。

本文主要利用南方單基站CORS對(duì)道路進(jìn)行了整體控制以及中樁的施工定位測(cè)量。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)RTK、全站儀和CORS中樁放樣測(cè)量的坐標(biāo)，對(duì)比分析得出南方單基站CORS，RTK和全站儀獲取的坐標(biāo)精度各有高低，在施工現(xiàn)場(chǎng)CORS系統(tǒng)測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在線路測(cè)量中相互結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，可以極大的提高工作效率。

1 南方單基站CORS的發(fā)展和現(xiàn)狀

1.1 南方單基站CORS系統(tǒng)

1)單基站CORS系統(tǒng)原理(見(jiàn)圖1)。

單基站CORS只有一個(gè)連續(xù)運(yùn)行站，類似于一加一的RTK，只不過(guò)基準(zhǔn)站由一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的基準(zhǔn)站代替，基站同時(shí)又是一個(gè)服務(wù)器，通過(guò)軟件實(shí)時(shí)查看衛(wèi)星狀態(tài)、存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)向Internet發(fā)送差分信息以及監(jiān)控移動(dòng)站作業(yè)情況以及同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)差分服務(wù)和用戶管理，移動(dòng)站通過(guò)GPRS，CDMA網(wǎng)絡(luò)通訊方式與基站服務(wù)器進(jìn)行通訊[5,6]。

2)城市單基站CORS系統(tǒng)建設(shè)。在淄博市建立了由濟(jì)南分公司統(tǒng)一控制處理的多個(gè)單基站，單個(gè)覆蓋區(qū)域半徑達(dá)到70 km，在城市建設(shè)過(guò)程中信號(hào)幾乎覆蓋所有城區(qū)，為工程建設(shè)、學(xué)校實(shí)習(xí)使用以及科學(xué)研究提供了技術(shù)支持?；鶞?zhǔn)站由觀測(cè)墩和儀器室兩部分構(gòu)成。南方單基站CORS系統(tǒng)觀測(cè)墩建立于樓頂，主機(jī)安置在屋頂下面的設(shè)備機(jī)房，能夠提供全天的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)[6]，GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站見(jiàn)圖2。

1.2 GNSS RTK定位原理

GNSS RTK測(cè)量系統(tǒng)至少包含兩臺(tái)GNSS接收機(jī)，由基準(zhǔn)站、移動(dòng)站、電臺(tái)、天線組成，要求周圍無(wú)遮擋物。觀測(cè)條件良好，在作業(yè)過(guò)程中，其中有一臺(tái)安置在基準(zhǔn)站上，另外的接收機(jī)分別安置在不同的流動(dòng)站上?；菊疽仓迷跍y(cè)區(qū)較高地方，而且要求觀測(cè)條件良好、周圍無(wú)遮擋物，在作業(yè)過(guò)程中實(shí)時(shí)向用戶流動(dòng)站傳輸坐標(biāo)解算參數(shù)[7,8]，具體工作原理圖如圖3所示。

2 數(shù)據(jù)分析

本項(xiàng)目選取城市建設(shè)過(guò)程中，某條原有道路的擴(kuò)建測(cè)量工作分析。主要是利用南方單基站CORS系統(tǒng)，對(duì)線路施工的中樁進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)量。并且利用南方RTK觀測(cè)處理的結(jié)果、全站儀測(cè)量的結(jié)果與CORS系統(tǒng)測(cè)量的結(jié)果對(duì)比分析，具體的觀測(cè)成果和分析結(jié)果如下。

2.1 RTK觀測(cè)數(shù)據(jù)

選擇合適的一天，利用2臺(tái)南方銀河GNSS接收機(jī)組成RTK進(jìn)行中樁放樣測(cè)量，具體的觀測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，儀器使用及觀測(cè)條件都在最佳狀態(tài)下操作。根據(jù)道路放樣測(cè)量技術(shù)規(guī)程要求，最弱點(diǎn)位中誤差和最弱邊相對(duì)中誤差都達(dá)到精度指標(biāo)(見(jiàn)表1)。

表1 RTK觀測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較分析

通過(guò)分析GNSS RTK測(cè)量的坐標(biāo)與道路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析，可以得出相對(duì)誤差最大30 mm，最小4 mm，最大誤差X方向30 mm，Y方向誤差為27 mm，距離差值最大32 mm。根據(jù)實(shí)地分析發(fā)現(xiàn)，K5+800中樁位置離基準(zhǔn)站以及控制點(diǎn)的相對(duì)位置最遠(yuǎn)。

2.2 CORS觀測(cè)數(shù)據(jù)

利用南方CORS系統(tǒng)以及全站儀對(duì)中樁進(jìn)行放樣并進(jìn)行逐點(diǎn)觀測(cè)，并且保存觀測(cè)成果。觀測(cè)完畢進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理。南方CORS觀測(cè)成果以及全站儀觀測(cè)成果分別與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行比較。具體結(jié)果如表2，表3所示。

表2 CORS觀測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較分析

表3 全站儀觀測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較分析

三種觀測(cè)方法距離差值分析見(jiàn)圖4。

通過(guò)分析CORS測(cè)量的坐標(biāo)與道路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析，可以得出相對(duì)誤差最大20 mm，最小2 mm，最大誤差X方向20 mm，Y方向12 mm，距離差值最大22 mm。通過(guò)分析全站儀測(cè)量的坐標(biāo)與道路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析，可以得出相對(duì)誤差最大11 mm，最小1 mm，最大誤差X方向13 mm，Y方向11 mm，距離差值最大15 mm。

3 結(jié)語(yǔ)

1)本文主要利用南方單基站CORS對(duì)線路中樁點(diǎn)位進(jìn)行放樣測(cè)量，分析了三種方案測(cè)量坐標(biāo)的精度，以此來(lái)檢驗(yàn)?zāi)戏絾位綜ORS系統(tǒng)的測(cè)量精度，穩(wěn)定性，可靠性。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)結(jié)果可以得出南方單基站CORS系統(tǒng)穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，精度高，擴(kuò)大了作業(yè)范圍。2)南方單基站CORS在線路測(cè)量中的應(yīng)用能夠彌補(bǔ)全站儀的多次搬站以及RTK觀測(cè)基站、移動(dòng)站架設(shè)的麻煩。3)本文只是選取了部分線路進(jìn)行試驗(yàn)分析，難以得出確定性的哪一種方法在施工過(guò)程中精度最高，在線路工程測(cè)量中可以多種方法聯(lián)合使用。

[1] 劉經(jīng)南,劉 暉.連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)——城市空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2003(6):259-264.

[2] 朱建榮,黨仁民,王雪平.GPSRTK在供水管線測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].礦山測(cè)量,2013(4):16-18.

[3] 秦海濤,何宇翔,萬(wàn) 勇.GPSRTK在高速公路工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].公路與汽運(yùn),2009(5):110-112.

[4] 黃照貴,王 勁,林 玉.GPSRTK技術(shù)在地籍地形測(cè)量工作中的作用探索[J].資源信息與工程,2016(12):123-124.

[5] 楊 光.基于CORS平臺(tái)的三維坐標(biāo)在線轉(zhuǎn)換系統(tǒng)[J].測(cè)繪通報(bào),2008(11):11-13.

[6] 靳合波,吳學(xué)超,袁興明.南方單基站CORS在校內(nèi)控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].山東理工大學(xué)學(xué)報(bào),2014(3):46-49.

[7] 董治方.GNSSRTK在農(nóng)村土地所有權(quán)調(diào)查中的運(yùn)用與分析[J].測(cè)繪與空間地理信息,2014(5):137-139.

[8] 施 克,雷海林,陳永生,等.GNSSRTK建立等級(jí)控制點(diǎn)精度分析[J].導(dǎo)航定位學(xué)報(bào),2015(12):106-109.

Application of single base station CORS in South China in line survey

Sun Guoqing1Peng Lei2Yuan Xingming3

(1.Zibo Jingwei Survey and Design Co., Ltd, Zibo 255000, China; 2.Shandong in the Extension of Geographic Mapping Technology Co., Ltd, Linyi 276000, China; 3.Shandong Vocational College of Industry, Zibo 256414, China)

In this paper, according to the construction characteristics of line engineering survey, the basic principle of CORS technology, the observation process and accuracy analysis are analyzed. By comparing the advantages and disadvantages of the traditional measurement technology, it can be concluded that the combination of CORS system measurement and traditional measurement technology can improve the work efficiency greatly.

CORS, line measurement, observation data, error

1009-6825(2017)12-0210-02

2017-02-18

孫國(guó)慶(1984- )，男，助理工程師

P228.4

A