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      CORS系統(tǒng)在農(nóng)田水利項(xiàng)目上的應(yīng)用

      2019-01-03 02:03:19馬吉芳王立鶴
      西部資源 2019年3期
      關(guān)鍵詞:流動(dòng)站控制點(diǎn)高程

      馬吉芳 王立鶴

      摘要:CORS系統(tǒng)在我國已全面建成,本文簡要闡述了CORS系統(tǒng)的基本原理和組成,并結(jié)合農(nóng)田水利工程的具體實(shí)例,闡述CORS系統(tǒng)在進(jìn)行農(nóng)田水利項(xiàng)目測繪過程中的應(yīng)用及方法,進(jìn)行了精度統(tǒng)計(jì)分析,同時(shí)闡述了CORS系統(tǒng)的優(yōu)勢及作業(yè)過程中需要注意的事項(xiàng)。

      關(guān)鍵詞:CORS系統(tǒng);平面測量;地形修測;優(yōu)勢

      1.引言

      目前,農(nóng)業(yè)工作的關(guān)鍵之處是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)更高的農(nóng)田水利工作,這項(xiàng)工作的難點(diǎn)在于施工周期短、任務(wù)量大、范圍廣、季節(jié)性強(qiáng)。采用傳統(tǒng)的全站儀測量的工作效率太低,單基站RTK作業(yè)范圍太小,同時(shí)需要搭建很多的基站站點(diǎn),這造成全站儀和單基站RTK在測量時(shí)不占據(jù)優(yōu)勢。由于采用了全新的數(shù)字通信技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)的不斷發(fā)展,新型GNSS接收機(jī)全面兼容多星座衛(wèi)星系統(tǒng)。這將極大地推動(dòng)了CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)向更先進(jìn)的方向發(fā)展。為大面積、離散的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田測量提供了一種準(zhǔn)確、高效、靈活的外業(yè)測量方法。

      2.CORS系統(tǒng)的基本原理

      CORS系統(tǒng)其根本上類似于在移動(dòng)站位置上,建立一個(gè)虛擬參考站,所以其精密性會非常好。通過差分處理移動(dòng)臺最近的三個(gè)參考站收集的數(shù)據(jù),能夠得到參考站建立三角形的正確數(shù)據(jù),之后通過模擬得到誤差的修正模型,能夠根據(jù)整合電離層和對流層和軌道誤差模型,可以從參考站獲得連續(xù)的數(shù)據(jù),最后實(shí)現(xiàn)差分定位。在操作過程中,首先,移動(dòng)站點(diǎn)信息通過GPRS或CDMA等雙向數(shù)據(jù)傳遞給控制室。中央控制中心將根據(jù)移動(dòng)臺信息計(jì)算相應(yīng)的軌道,電離層和對流層誤差,然后修改位置,并通過相同的數(shù)據(jù)模式將修改后的點(diǎn)信息發(fā)送給移動(dòng)臺。最后,結(jié)合中央控制中心的反饋結(jié)果,移動(dòng)臺可以進(jìn)行位置的實(shí)時(shí)差分定位。

      3.CORS系統(tǒng)的組成

      基于上述的CORS系統(tǒng)原理,可以看出CORS系統(tǒng)由五個(gè)方面構(gòu)成,即用于判斷和處理的系統(tǒng)控制中心,用于通信定位的數(shù)字通信子系統(tǒng),衛(wèi)星跟蹤基準(zhǔn)站和用戶應(yīng)用系統(tǒng)、客戶端的子系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)中心。

      4.CORS在測繪生產(chǎn)中的優(yōu)勢

      4.1效率高、作業(yè)范圍廣

      允許多個(gè)團(tuán)隊(duì)可以一起正式運(yùn)行,流程站可以連接到CORS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作,不受儀器的影響。團(tuán)隊(duì)不會產(chǎn)出相互的影響,提高了效率。CORS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以省政府為單位,提供廣泛的服務(wù),不會受到運(yùn)作范圍的約束。非常適合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目的大規(guī)模分散測繪。

      4.2抗干擾強(qiáng)、穩(wěn)定可靠

      CORS采用電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)信號通信,方便快捷,不易受干擾。采用多參考站誤差模型,提高了數(shù)據(jù)可靠性。

      4.3精度高、穩(wěn)定性好

      顯著地降低了系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差,主要的誤差時(shí)由于偶然誤差產(chǎn)生的,CORS系統(tǒng)測量精度分布非常的均勻。CORS系統(tǒng)采用多參考站模式建模,使得觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性大大地提高了。

      5.CORS系統(tǒng)應(yīng)用案例分析

      5.1工程概況

      本工程的水利配套T程位于外岡鎮(zhèn),涉及泉涇、巨門2個(gè)村,5個(gè)灌區(qū),有效灌溉面積共計(jì)1885畝。主要工程建設(shè)內(nèi)容:

      (1)新建5座單泵灌溉泵站。(2)新建UPVC地下管道長22.505km,其中De500 UPVC管長1.528km,De400 UPVC管長8.972km,De315 UPVC管長12.005km。(3)新建排水溝長26.65km,其中口寬0.7m的排水溝長17.19km,口寬l.Om的排水溝長9.46km。(4)新建橋梁2座,新建倒虹吸13座,新建下田坡道143處。(5)新建道路2.913×l04m2。(6)土地平整共1885畝。(7)土方疏浚l3092m3。為了滿足設(shè)計(jì)要求,筆者所在公司受上海市嘉定區(qū)水利管理所委托,進(jìn)行新建工程的前期測繪工作,為整個(gè)工程的初步設(shè)計(jì)提供翔實(shí)可靠的農(nóng)田、水利、道路數(shù)據(jù)。

      5.2項(xiàng)目實(shí)施

      5.2.1控制測量

      (1)控制點(diǎn)選點(diǎn)及埋設(shè)經(jīng)過現(xiàn)場踏勘和道路實(shí)際情況,本項(xiàng)目共布設(shè)E級GPS點(diǎn)38個(gè),點(diǎn)號為Gl~J38,地形測量控制點(diǎn)點(diǎn)位類型為平面控制點(diǎn)與高程控制點(diǎn)共用點(diǎn),點(diǎn)材質(zhì)為預(yù)制道釘或鋼筋,紅色油漆標(biāo)注且在醒目位置標(biāo)注點(diǎn)號,并拍照保存登記。布設(shè)點(diǎn)位過程中,保證控制點(diǎn)之間至少兩點(diǎn)之間互相通視,且易于尋找。(2)平面控制測量本次工程坐標(biāo)系統(tǒng)采用的是上海城市坐標(biāo)系統(tǒng)。平面控制測量時(shí),采用三腳架架設(shè)流動(dòng)站接收機(jī)的方式,并保證儀器整平對中。平面數(shù)據(jù)的采集在上海市GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)(SHCORS系統(tǒng))基礎(chǔ)上,利用GNSS動(dòng)態(tài)測量(RTK測量)技術(shù)測設(shè)平面二級控制點(diǎn),按照測量規(guī)范要求保證流動(dòng)站持續(xù)顯示固定解后開始進(jìn)行觀測采集,每點(diǎn)獨(dú)立初始化2次以上,每次采集2組數(shù)據(jù),每組采集的時(shí)間為120s,每點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)剔除較差較大的值,其余值取其平均值作為該點(diǎn)的平面坐標(biāo)。(3)高程控制測量本次工程高程系統(tǒng)采用的是吳淞高程系。高程控制測量采用天寶DINI03數(shù)字水準(zhǔn)儀利用上海市城市等級水準(zhǔn)點(diǎn)(2-077)布設(shè)兩段閉合四等水準(zhǔn)路線,其中一段閉合差為17.50mm,限差為±44.82mm,另一段閉合差為13.OOmm,限差為±62.lOmm,測量過程嚴(yán)格按照四等測量規(guī)范要求進(jìn)行。測量數(shù)據(jù)通過平差易2005水準(zhǔn)網(wǎng)平差軟件進(jìn)行平差,各項(xiàng)參數(shù)滿足精度要求,可作為高程控制成果使用。

      5.2.2作業(yè)方法

      (1)外業(yè)數(shù)據(jù)采集

      根據(jù)現(xiàn)場情況,外業(yè)數(shù)據(jù)采集主要采用RTK CORS網(wǎng)及全站儀測量極坐標(biāo)法,在使用全站儀進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)符合以下幾點(diǎn)要求:

      (a)儀器的偏差必須小于0.04mm。(b)每個(gè)工作站配備儀器后,一定要先進(jìn)行檢查方位的正確與否,其次再進(jìn)行破損部件的測量。為了使定向更加準(zhǔn)確,避免由于輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)的不正確或其他原因造成的全站結(jié)果失效,在不同的條件下,定向檢查可以選擇不同的方式。(c)在測量地形和地面物點(diǎn)時(shí),在每個(gè)測量站完成后,應(yīng)檢查零點(diǎn)設(shè)置,零點(diǎn)設(shè)置差值不應(yīng)超過30s。從測量站到地面物點(diǎn)的最大距離小于200m,從測量站到地形點(diǎn)的最大距離小于300m,地形點(diǎn)之間的間隔最大為20m。單位采用厘米。(d)測量剩余地點(diǎn)時(shí),測量位置必須在地物中心或中心線重合。(e)測量的準(zhǔn)確與否要嚴(yán)格按照《城市測量規(guī)范》的要求進(jìn)行衡量標(biāo)定。

      (2)處理收集數(shù)據(jù)

      本項(xiàng)目成圖采用全解析數(shù)字化,并做出測繪編碼,成圖軟件采用南方CASS9.2測量軟件。圖面內(nèi)容主要包括交叉路口線型走向、附屬物、市政設(shè)施、路面標(biāo)高、道路中線及斷面高程等要素,在成圖過程中,根據(jù)地物特點(diǎn)屬性分圖層進(jìn)行地形圖的編繪工作,主要圖層代碼及含義如下表l。

      5.3 CORS施測注意事項(xiàng)

      重視對質(zhì)量的苛刻控制,避免使CORS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RTK的粗差問題,使測量結(jié)果合理、可信。

      (1)流動(dòng)站作業(yè)區(qū)域必須在CORS有效覆蓋區(qū)域內(nèi),并保證流動(dòng)站與數(shù)據(jù)控制中心高效的通訊。(2)CORS流動(dòng)站不宜在大片水域、強(qiáng)電磁場區(qū)域、高大林木區(qū)域和高層建筑密集區(qū)作業(yè)。(3)在開始操作之前,應(yīng)初始化移動(dòng)臺。在獲得固定解之后,可以開始正常的現(xiàn)場觀察工作。如果長時(shí)間無法修復(fù),則應(yīng)重新連接并初始化。在觀察過程中,當(dāng)衛(wèi)星失去鎖定時(shí),應(yīng)在正常操作之前重新初始化并檢查已知點(diǎn)。(4)必須每天做好在已知點(diǎn)做檢核工作。

      6.結(jié)語

      CORS系統(tǒng)的不斷進(jìn)步將推動(dòng)測繪工作的開展,引領(lǐng)一個(gè)新的時(shí)代。它的覆蓋范圍廣,可以滿足同時(shí)運(yùn)行多個(gè)流動(dòng)站。它不受流動(dòng)站等外部因素的影響??梢匀珪r(shí)段運(yùn)行,易于操作,使施工流程更加非常簡單,縮短了施工周期,節(jié)約了資金投入。同時(shí)事實(shí)證明,CORS系統(tǒng)能夠滿足農(nóng)田水利測繪工作的要求。

      參考文獻(xiàn):

      [1]李征航.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社,2013.

      [2]陳龍飛,金其坤.工程測量[M].同濟(jì)大學(xué)出版社,1990.

      [3]付兆祥,雷小鵬,唐紅濤.基于CORS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)RTK在圖根控制測量中的應(yīng)用[J].北京測繪,2016(5):117-119.

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