公路測量中基于CORS的高精度GPS測量技術探討

江元盛

摘要：隨著科學技術水平的不斷提升，社會經濟建設有了進一步的發展，交通網絡建設迎來的巨大的發展機遇和現實挑戰。多種測量技術的應用有效提升了工程測量的準確性，對于公路工程的建設提供了有力的數據信息支持，保證了工程建設的準確性與合理性。現階段，基于CORS的高精度GPS測量技術在眾多公路工程施工測量中得以應用，這種技術模式突破了傳統GPS測量范圍較小、操作復雜、精度有限等不利條件，將公路工程測量水平提升到了新的高度，獲得了行業的普遍認可。本文在闡述基于CORS的高精度GPS測量技術基本原理與功能的基礎上，通過公路工程實例對測量效果進行了驗證，旨在提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：公路；CORS；GPS；測量技術

1 基于CORS的高精度GPS測量技術

1.1 基于CORS的高精度GPS工作原理

基于CORS的高精度GPS技術是對傳統GPS工程測量計算的改良，該技術一個相對更為廣大的工程測量覆蓋范圍內設置多個GPS參考站，這些GPS參考站為永久性持續工作。工程測量區域內設置的GPS參考站共同構成工程測量參考網絡，參考站按照測量預設值進行采樣測量，測量結果通過系統通信功能傳輸給CORS集控中心，集控中心對采樣測量結果進行分析處理。這種采樣測量結果處理是動態化的，能夠實時計算數據結果，進行相應的測量質量分析，從而獲得GPS工程測量參考網絡誤差修正模型。誤差修正模型的處理結果通過系統通信功能傳輸回GPS測量端向測量人員提供修正后的測量數據。公路工程測量人員的實際工作過程僅需一部GPS接收機，便可實時動態化的獲取更為準確的測量結果。基于CORS的高精度GPS工程測量技術主要包括以下幾種：虛擬參考站技術、主輔站技術、區域改正參數技術和綜合誤差內插法技術等。

1.2 CORS系統組成

一個完整的CORS工程測量系統，由多個分部子系統構成，分部子系統間通過數據信息傳輸系統實現連接，形成針對工程測量區域的局域網絡，為GPS工程測量提供數據信息支持。當前公路工程測量中應用的CORS系統通常由參考站子系統、數據處理中心子系統、數據通信子系統和用戶應用子系統四部分組成。

1.3 CORS系統的技術優勢

CORS系統在工程測量中的應用，實現了工程測量資源與流程的整合，將工程測繪轉變為一個聯系更為緊密的整體，改變了傳統的GPS、RTK系統工程測量過程中的信息壁壘，有效提升了工程測繪效率與精度。CORS系統的技術優勢主要體現在以下幾個方面：（1）CORS系統的應用為工程測繪提供了范圍更廣的測繪基準，能實現多種行業、不同部門間的工程測量坐標與信息的一致性，解決了工程測繪結果標準差異問題，GPS工程測量技術的應用范圍更廣；（2）通過連續基站的架設，CORS系統實現了永久性全天候觀測采樣，工程測量人員能夠隨時獲取工程測量信息，提升了系統使用的便捷性，提高了工作效率；（3）CORS系統的數據監控與處理能力更強，能夠對動態化數據進行實時處理，有效控制工程測量誤差，提升測量定位結果的可靠性與精確度；（4）由GPS參考站構成的工程測量參考網絡，使得工程測量人員不必自行假設參考站，通過一部GPS設備便可完成工程測繪作業，測量成本較低；（5）工程測量信息傳遞效率更高，系統互聯網服務能實現數據的實時共享與調用，便于工程測繪人員的遠程使用。

2 公路工程測量實例分析

2.1 工程概況

某高速公路工程穿越山區，施工區域主要為山地地形，地形復雜、山嶺隧道多，工程測量中的相應數據信息量較大，該公路為高等級公路工程測量精確度要求較高。目標工程測量區域位于CORS區域站覆蓋范圍內，先采用基于CORS的高精度GPS測量技術進行公路工程測量。

測量環節中，相關位置點位于基準站組成的最大多邊形中，工作站持續工作進行不間斷采樣測量。根據工程測量的實際需求，將單日測繪數據按照每段3h劃分為8個時間區間。CORS系統工程測量數據的計算以3-4d的測繪匯總結果為計算對象。數據處理使用GAMIT/GLOBK軟件來進行處理，該軟件為國際通用的大型高精度GPS數據處理軟件。

2.2 測量結果分析

應用上述公路工程測量方案對本工程進行測繪，得到的具體結果見下表1、表2。

根據上述公路工程測量結果可知，應用基于CORS的高精度GPS測量技術獲得了精度較高的測量結果，水平分量精度達到2cm以內，同時高程分量精度也為2cm左右。通過相應未知點的坐標分量平均值的比較可知，工程測量區域不同位置的精度水平大致相同，工程測量精度均勻一致。

在公路工程中應用基于CORS的高精度GPS測量技術應注意以下幾點事項：

（1）計算過程中只能選擇未知點周圍的四到五個基準站，在實際的測量過程中，要對基準站周圍的情況進行嚴密觀測；

（2）觀測時間與未知點的精度有這緊密的聯系，在公路工程的控制測量工作中，建議將其觀測時間確定為3h；

（3）測量作業要保證具有足夠的有效觀測時間，并要保證天線高等數據的量取、記錄的準確性，天線類型、接收機類型、軟件版本等相關數據的記錄要準確。在測點的選擇過程中，要綜合考慮各種因素，注意環境因素的影響，防止測量結果的準確性受到多路徑的影響；

（4）下載觀測數據之后，要應用質量檢查軟件來對數據的質量進行檢查，保證其具有有效的觀測時間。

3 結語

綜上所述，基于GORS的高精度GPS測量方法很大程度上改變了測繪工作的方法模式，該技術將一系列的定位信息利用網絡和數字通訊技術提供、分發給廣大用戶，使大型公路工程測量工作能以更快捷、更廣泛的直接開放形式服務于國家建設。文中給出了該測量方法在公路控制網的應用，為公路工程測量提供了參考。隨著我國跟蹤站建設的不斷發展、跟蹤站數據共享程度的不斷提高以及高精度GPS數據處理技術的逐漸普及，該作業模式將在工程測量中得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

[1]夏傳義.基于CORS建立與維持區域坐標參考框架的理論與應用研究[D].武漢大學，2014.

[2]馬云飛，李宏.基于CORS的GPS擬合高程技術在城市管網控制測量中的應用[J]. 測繪與空間地理信息，2015，07：169-171.