南方單基站CORS技術在工程放樣中的應用＊

梁振華，孟凡超

（遼源職業技術學院，吉林 遼源136201）

0 引 言

隨著國家信息化程度的提高及計算機網絡和通信技術的飛速發展，需要采集越來越多實時處理空間數據，常規RTK在應用過程中暴露出許多的不足與缺陷，其中最大的問題在于常規RTK流動站與基準站之間隨著距離的增加，誤差的強相關性也隨之減弱，相應的定位精度也隨之降低，限制了常規RTK的作業距離。為了克服常規RTK的缺陷，CORS誕生了［1］。CORS的出現結束了常規RTK單打獨斗的局面，在一定范圍內，RTK作業的連續性、可靠性、穩定性、精度都得到明顯的提高，同時與常規RTK相比，CORS的普及帶來了巨大的經濟效益。

1 CORS基本原理

CORS基本工作原理是利用GPS導航定位技術，在一個城市、一個地區或一個國家，根據需求按照一定距離建立長年連續運行的一個或若干個固定GPS參考站，利用計算機、數據通信和互聯網絡（LAN／WAN）技術將各個參考站與數據中心組成網絡，由數據中心從參考站采集數據，利用參考站網絡軟件進行處理，向各種用戶自動地發布不同類型的GPS原始數據、各種類型RTK改正數據等。用戶只需要一臺GPS接收機，進行野外作業時，即可進行mm級、cm級、dm級、m級的，準實時、實時的，快速定位、事后定位或導航定位［1］。

對于網絡RTK定位技術而言，最核心的部分就是數據處理部分，而數據處理部分最關鍵的是數學模型，目前，從國內外研究情況來看，主要有三種數學模型：內插法、線性組合法和虛擬參考站法。

2 南方單基站CORS定位相對常規RTK定位優勢

2.1 投入較少

隨著南方單基站技術的成熟，只要較少的投資即可在一個中小城市建立一個CORS基站，滿足當地測量用戶不同層次空間信息技術服務的需要［3］。

2.2 隨時可以升級和擴展

單基站系統可以隨時增加新的基站，加大實時RTK作業的覆蓋區域，一旦建立虛擬參考站系統的條件成熟，只要進行系統軟件的升級，花費不大的投資，單參考站系統即可輕松地升級成虛擬參考站網系統。

2.3 數據可靠、穩定、安全

基站連續觀測，靜態數據全天候采集，點位精度高，數據穩定；與單參考站RTK測量相比，CORS提供的網絡RTK測量精度得到了顯著的提高。由于網絡RTK測量采用多個參考站解算的數學模型，其測量精度和可靠性遠高于單參考站RTK測量精度，有效服務范圍更大［4］。另外，用戶登錄采取授權方式，數據中心可以管理登錄用戶，數據安全性高。

2.4 作業范圍廣

目前基于南方單基站的RTK作業半徑已經擴大到40km，能夠實現快速厘米級實時定位及事后差分，利用GPRS／CDMA進行50～80km左右RTK測試成功案例也已經屢見不鮮［5］。

2.5 施工周期短

單參考站技術經過實踐表明它是一種比較成熟的技術，從方案落實開始采購設備，安裝調試，到驗收運行整個周期在1個月以內。

3 南方單基站CORS系統在工程放樣中的應用

工程放樣是將設計抽象的幾何實體放樣到實地，成為具體幾何實體所采用的測量方法和技術，機器和設備的安裝也是一種放樣。放樣可以歸納為點、線、面、體的放樣，其中點放樣是基礎。放樣與測量的原理相同，使用的儀器和方法也相同，只是目的不一樣。工程放樣的工作量很大，因此，施工放樣一體化、自動化顯得特別重要［6］。

3.1 南方單基站CORS進行點位放樣

建筑物的形狀和大小是通過其特征點在實地上表示出來的。如建筑物的中心、四個角點、轉折點等。因此，點放樣是建筑物和構筑物放樣的基礎。用RTK進行點位放樣同傳統放樣一樣，需要兩個以上的控制點，但不同的是傳統的方法是通過距離或方向來放樣定點，或用全站儀用兩點定向后放樣定點，而RTK是用2～3個控制點進行點校正，就可在無光學通視（電磁波通視）的條件下進行點位的放樣，這是傳統方法難以實現的。

在連接好CORS基站后，首先要求轉換參與點校正。然后點擊測量中的點放樣，進入放樣屏幕，點擊文件選擇按鈕，打開放樣點坐標庫。在放樣點坐標庫中導入事先編輯好的放樣文件＊.dat（放樣點坐標庫的操作類似于坐標管理庫，放樣點庫的文件為＊.ptb文件）并選擇放樣點或直接輸入放樣點坐標，確定后進入放樣指示界面。在放樣界面顯示了當前點與放樣點之間的距離，Dx為南方向的距離，Dy為東方向的距離，根據提示進行移動放樣。在放樣過程中，當前點移動到離目標點0.9m的距離以內時，軟件會進入局部精確放樣界面，同時軟件會給控制器發出聲音提示指令，控制器會有“嘟”的一聲長鳴音提示。放樣提示可設置放樣圈的最小圈半徑和最大圈半徑以及放樣時的聲音提示。點放樣圈的數量為最大值整除最小值的數量。放樣顯示設置可設置點的顯示。在放樣界面下還可以同時進行測量，按下保存鍵A即可以存儲當前點坐標。在點位放樣時使用快捷方式會提高放樣的效率。在放樣界面下按數字鍵8放樣上一點，2鍵為放樣下一點，9鍵為查找放樣點。

3.2 南方單基站CORS進行直線放樣

公路、鐵路、渠道、輸電線以及其他管道工程都屬于線型工程，他們的中線統稱為線路。這些線路實際上是由空間的直線段和曲線段組合而成。進行直線放樣時，在測量選項里點擊線放樣，即：打開線放樣坐標庫，放樣坐標庫的庫文件為＊.lnb，選擇要放樣的線即可（如果有已經編輯好的放樣線文件）。如果線放樣坐標庫中沒有線放樣文件，點擊“增加”，輸入線的起點和終點坐標就可以在線放樣坐標庫中生成線文件。

在線放樣界面中，當前點偏離直線的距離、起點距、終點距和當前點的里程（里程指的是從當前點向直線作垂線，垂足點的里程）等信息，其中偏離距中的左、右方向依據是當人沿著從起點到終點的方向走時在前進方向的左邊還是右邊，偏離距的距離則是當前點到線上垂足的距離。起點距和終點距有兩種顯示方式，一種是當前點的垂足到起點或終點的距離，另一種指的是當前點到起點或終點的距離。DX、DY顯示的是當前點和其相對于線段的垂足之間的距離。當前點的垂足不在線段上時，顯示當前點在直線外。

3.3 南方單基站CORS進行曲線放樣

在曲線放樣時，當線路方向發生變化的地段，連接轉向處的曲線稱為平曲線。平曲線有圓曲線和緩和曲線兩種。圓曲線是有一定曲率半徑的圓弧。

用RTK放樣曲線的準備工作與RTK的點的放樣一樣，如果曲線各點的坐標是已知數據，則可按放樣點的方法進行曲線放樣。如果不知道曲線坐標，可以將曲線條件輸入手簿，由手簿解算主點和細部點的坐標進行放樣。南方RTK所提供的解算軟件是按一定的里程進行解算坐標的，待坐標解算完畢后就可按點的放樣方法進行放樣。

在圓曲線放樣時需要的已知參數：偏角α及圓曲線的設計半徑R；此外還有曲線整樁間距L及交點的里程JD.其中R為根據地形狀況及車輛運行要求設計的參數。

在放樣界面下還可以同時進行測量，按下保存鍵“A”即可以存儲當前點坐標；

在緩和曲線放樣時需要的已知參數：偏角α，圓曲線半徑R，緩和曲線長度LS，此外還有曲線整樁間距L0以及交點里程JD.其中圓曲線半徑根據地形及車輛運行技術要求設計的參數。

輸入曲線定義條件，計算出曲線要素并且命名保存，曲線定義就完成，操作類似于圓曲計算。在圖上可以看到曲線已經定義好了，在屏幕上點擊各點可以看到它們的坐標和里程，點擊打開坐標管理庫，選擇要放樣的點進行放樣即可。

4 結 論

單基站CORS具有系統投入較少、隨時可以升級和擴展、數據可靠、穩定、安全、作業范圍廣、施工周期短等特點，使工程放樣更加簡單方便，測繪工作者可以真正地實現單人作業。為測繪行業帶來深刻的變革，同時也為現代網絡社會中的空間信息服務帶來新的思維和模式［7］。

［1］ 楊 光，方 鋒，祁 芳.GZCORS系統的建設與應用［J］.地理空間信息，2007，5（3）：2－20.

［2］ 張恒璟.南方單基站CORS在校園平面控制網中的應用［J］.遼寧工程技術大學學報·自然科學版，2010，29（S1）：37－39.

［3］ 劉經南，劉 暉.中國發展連續運行參考站系統的思考［N］.中國測繪報，2003－10－28（3）.

［4］ 周立民.建立CORS的必要性和意義［J］.南方測繪報，2004，5（3）：46－51.

［5］ 肖 鶩，胡友健.CORS的精度及其穩定性研究［J］.河南理工大學學報，2005（4）：283－288.

［6］ 王根虎.土木工程測量［M］.鄭州：黃河水利出版社，2005：95－103

［7］ 李 健，呂志平.基于CORS的衛星定位在線服務系統［J］.測繪通報，2007，3（8）：25－32.