基于CORS的線路工程測量案例研究

鄭興強　陸光燦

摘 要：本文以CORS技術在城市道路工程測量中的應用為研究對象，論文首先概述了CORS系統組成及原理，然后分析了道路工程測量的主要內容，進而詳細研究了外業施測的內容，最后探討了觀測數據的分析思路，證明了CORS測量滿足道路工程測量的要求。

關鍵詞：CORS 道路 工程測量 觀測數據分析

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（c）-0000-00

1 CORS 系統的組成

CORS 系統由基準站網、數據處理中心、數據通訊部分、用戶應用系統 4 個部分組成，各基準站與監控分析中心間通過數據傳輸系統連接成一體，形成專用網絡。

1） 基準站網?；鶞收揪W是由范圍內均勻分布的固定基準站組成。負責采集 GPS 衛星觀測數據并輸送至數據處理中心，同時提供系統完好性監測服務。2） 數據處理中心。數據處理中心是 CORS 的核心單元，也是高精度實時動態定位得以實現的關鍵所在。3） 數據通訊部分。CORS 的數據通訊包括固定基準站到控制中心的通訊及控制中心到用戶的通訊。4） 用戶應用系統。包括用戶信息接收系統、網絡型 RTK 定位系統、事后和快速精密定位系統以及自主式導航系統和監控定位系統等。

CORS 系統的定位精度除受到信號傳播誤差、軌道誤差、衛星鐘差、接收機鐘差以及多路徑效應的影響外，還受到定位參考框架的選擇、參考站坐標解算過程中 IGS 跟蹤站的選取，以及流動站在參考站網中的位置、觀測時段及衛星分布情況、系統定位算法的優劣等影響。

2 實例分析

2.1 工程概況

本文采用的實例項目是紹興某公路工程項目，項目按四級公路的技術標準設計，全長 27.6km，測區為南部山區，山高林盛，林道為年久土路，現需重新規劃和建設，改善行車及森林防火條件，同時帶動山區經濟發展和旅游開發。

2.2 測量儀器

CQCORS 網絡 RTK，主要設備為 TOPCON HiperGb 接收機，FC 系列手簿，有藍牙功能的 NOKIA手機； NIKON 全站儀（ 2″） 1 臺，DS3 水準儀1 臺等.

2.3 道路中線測設

根據公路現狀，內業解算出公路中線樁號和中樁坐標，每隔 20 m 解算一個中樁，在地形變坡處、公路交叉口、曲線主點、土質變化不良地段進行加樁， 用CORS 放樣功能將中樁及加樁放于實地。

2.4 道路縱斷面測量

公路中線確定后，根據CORS 采集的中線樁點坐標，通過繪圖軟件繪制出公路縱橫斷面圖。

2.5 施工控制點測量

在公路交叉口施工范圍外 5～10 m 各選擇 4個施工控制點，用三腳架固定方式獨立測量兩測回取平均值。

2.6 觀測數據分析

觀測完成后對觀測數據進行了以下對比：

1）CORS 所放樣中樁實地用全站儀觀測進行對比。將公路部分路段300 m 的中樁CORS 所測值再用全站儀測量，坐標差值 Y 最大值為 0.015m，X 最大值為 0.021 m，點位誤差最大值出現在 K0+ 140 處，點位最大誤差為0. 026 m。結果見表 1。

2）CORS 所測中樁高程與水準點聯測平差高程進行對比，將公路部分路段 300 m 中樁的CORS 直接所測高程再經水準點聯測平差后相比較，高程最大差值在 K3 + 157 處，最大值為 0.033m。結果如表 2 所示。

3）CORS 測量內符合精度統計，內符合精度統計采用測量值與組內平均值比較的方法，即計算每組觀測數據的平均值，再與每個觀測值計算較差，從而計算出測量值在 X，Y，H 方向的內符合精度，結果見表 3。

由表 1、表 2 可以看出，基于CORS 的網絡RTK 放樣成果與全站儀的放樣成果相差不大，與水準點聯測平差后的高差也相差不大，大部分為毫米級，其余差值為厘米級。平面成果中最大差值為26 mm，高程成果中最大差值為 33 mm，滿足公路工程施工的放樣要求。從表3 可以看出CORS公路測量點位精度沒有隨距離的變化發生變化，CORS 系統在網內、網外內符合精度無明顯差別，X方向為 ± 0.9 cm，Y 方向為 ± 0.9 cm，H 方向為± 1.8 cm。而在效率方面，根據經驗要在同一等級的精度要求，常規測量方法下，完成這樣近 30 km的公路測量，需要 5 個工序，至少需要 6 人，20d 的工期，其中僅砍伐影響線路通視的林木就要占據 1/3～1/2 的工作量。而使用CORS，一人一機，僅需 2 個工序，2 人 12 d 工期即可完成。

4 結論

1）完成公路測量，CORS 與傳統測量相比較，工作效率高，效果更加顯著，是常規測量方法的4 倍以上，但必須保證測區CORS 網絡覆蓋及無線網絡與移動用戶通訊暢通。2） 相比與常規測量方法的誤差累積，CORS公路測量結果整體精度均勻、獨立。

參考文獻

[1] 李華. 淺談GPS技術在公路外業測量中的應用[J]. 科技資訊. 2010（16） . 22～24

[2] 范滋勝. GPS在長江口深水航道治理工程軟土地基沉降觀測中的應用[J]. 港工技術. 2004（04） . 31～35

[3] 高華峰，張海春. RTK技術結合全站儀在土地平整測量中的應用[J]. 測繪與空間地理信息. 2007（02） .11～12