CORS高程技術在工程測量中的應用

段永亮

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

CORS高程技術在工程測量中的應用

段永亮

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

介紹了多基站網絡RTK技術建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)（CORS）的基本構成，通過CORS在山西省中部引黃工程和禹門口提水東擴工程中的應用實例，分析了CORS高程可以達到的精度，提出了制約因素及建議，以供借鑒。

CORS；高程精度；應用實例；工程測量

1 CORS定位技術

CORS是ContinuousOperationalReferenceSystem的簡稱，其全稱是連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)。始建于20世紀90年代初期的美國，我國于2006年由中國地震局、總參測繪局、中國氣象局和教育部等六部委聯(lián)合申請的“中國大陸環(huán)境構造監(jiān)測網絡”通過批準，準備建立260個GNSS連續(xù)運行參考站，最終形成全國最大的連續(xù)運行參考網系統(tǒng)。目前，我國多個省市已經陸續(xù)建成，并逐步投入使用。

CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術、計算機網絡技術、數(shù)字通訊技術等多科技集合的產物，由CORS基準站網、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導航數(shù)據(jù)勃發(fā)系統(tǒng)和用戶應用系統(tǒng)五部分組成。具有不需要架設基準站，可以隨時隨地實時提供精確三維坐標，全天候、不受通視條件限制等特點。

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

2 水準測量成果與CORS測量成果比較

為檢查CORS測量的高程精度，同時考慮高程異常對CORS的影響，結合山地和平原兩個工程實例，對水準測量成果和CORS高程成果進行比較，分析其精度能否達到規(guī)范要求，為利用CORS高程成果求得待定點高程的理論提供依據(jù)，從而達到利用CORS技術代替等級水準測量的目的。

2.1 工程實例

2.1.1 山區(qū)實例

山西省中部引黃工程是山西省“十二五規(guī)劃”大水網建設中一項重要工程。該工程自忻州市保德縣黃河天橋水電站庫區(qū)取水，橫貫呂梁境內興縣、臨縣、離石、中陽、柳林、石樓、交口、汾陽和孝義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4市15縣。輸水工程包括總干線、東干線、西干線以及各供水支線。總干線及東西干線全長約315km，各供水支線長約140km，范圍大、距離長，測區(qū)高差起伏較大。

利用CORS技術能否達到本次地形圖測量的精度要求，尤其是高程能否滿足精度要求，必須進行實地檢驗。測區(qū)附近具有多條國家二等水準線路，用CORS對部分水準點進行了檢測，檢測結果見表1。

表1 CORS測量高程與直接水準高程比較表

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——檢查點個數(shù)；

Δh——CORS測量高程與直接水準高程的較差。

2.1.2 平原工程

山西省禹門口提水東擴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)農業(yè)灌溉和翼城工業(yè)及農村生活供水，行政隸屬山西省臨汾、運城4縣（新絳、襄汾、稷山、翼城），測區(qū)主要為平地，樹木、村莊較多，為帶狀地形。其中選取了一塊比較平的區(qū)域做本次對比。測區(qū)附近具有多條國家二、三等水準線路，水準線路大約60km，更加能體現(xiàn)本次比較結果。具體見表2。

表2 CORS測量高程與直接水準高程比較表

根據(jù)表2數(shù)據(jù)通過式（1）可以分別算出高程中誤差。

2.2 結果分析

由表1和表2進行高差統(tǒng)計，具體見表3。

表3 檢測高程統(tǒng)計表

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

3 CORS系統(tǒng)測量高程的制約因素分析

3.1 高程基準面的制約因素

利用CORS求得的是地面點在WGS-84坐標系中的大地高程，而我國高程采用的是正常高程，為實際應用于工程，必須實現(xiàn)WGS-84系統(tǒng)大地高程向正常高程轉化。由測量原理可知，要得到正常高程必須得出高程異常值才能進行轉化，但我國采用的黃海高程基準和大地高平面不能完全重合，其相對精度低，因而影響了CORS的測量高程精度，但影響甚微。

3.2 外業(yè)測量方面的制約因素

外業(yè)測量中，相位整周模糊解算、電離層延遲、太陽黑子爆發(fā)、多路進效應、星歷和參考坐標、天線高、潮汐、高壓電線、外圍建筑物、無線電等都會對高程測量具有比較大的影響，因此應注意對儀器的保養(yǎng)維護，避免天氣、星歷、潮汐等不好的情況下進行測量，還可進行多余觀測來縮小誤差。

4 結語

由于CORS系統(tǒng)測量具有速度快、相對精度高、能減少誤差傳遞的特點，廣泛應用于各項測量工作中，因此在利用CORS系統(tǒng)測量高程時應根據(jù)相應的規(guī)程、規(guī)范、工程技術要求進行施測，并結合測區(qū)的具體情況，在滿足規(guī)范精度要求的前提下，充分利用CORS系統(tǒng)來提高測量效率。

U652.6+2

C

1004-7042（2011）09-0046-02

段永亮（1980-），男，2005年畢業(yè)于太原科技大學計算機應用管理專業(yè)，助理工程師。

2011-07-17；

2011-08-22