CORS系統建設及其在常規測量中的應用

趙辛宇

摘 要：本文主要探討CORS系統的建設及其在常規測量中的應用。首先分析CORS系統的優勢，然后結合實際項目案例，詳細分析CORS系統的建設過程，最后對CORS系統在常規測量中的應用進行了探討，以供參考。

關鍵詞：CORS系統;建設流程;常規測量

中圖分類號：P228.1文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）34-0034-03

CORS System Construction and its Application Analysis in Routine Survey

ZHAO Xinyu

（Fujian Institute of Geological Surveying and Mapping，Fuzhou Fujian 350011）

Abstract： This paper mainly discussed the construction of CORS system and its application in conventional measurement. Firstly， the advantages of CORS system were analyzed， and then the construction process of CORS system was analyzed in detail combining with the actual project case. Finally， the application of CORS system in conventional measurement was discussed for reference.

Keywords： CORS system;construction process;routine measurement

CORS（Continuously Operating Reference Stations，連續運行參考站）系統作為當前一種比較先進的測繪系統，本身具有應用領域廣、測繪效率高、覆蓋范圍大等優點。但是，CORS系統的建設規模大、技術含量高、影響范圍廣，為了確保系統能順利建設完成，有必要對CORS系統建設進行分析，并探討其在常規測量中的應用。

1 CORS系統優勢分析

相較于常規的RTK（Real-Time Kinematic，實時動態）作業系統，CORS系統具有如下優勢。

第一，該系統能跨行業領域應用，不僅可以服務于測繪領域，而且能服務于其他領域，如交通領域、氣象領域等，功能性覆蓋領域更廣。

第二，CORS系統能夠提供更多豐富的服務，滿足用戶在不同場景下的各種需求，比如，CORS系統不僅能提供RTK、DGPS（Difference Global Positioning System，差分全球定位）等定位數據服務，而且能立足于測繪現場，為用戶提供精準、實時定位的數據服務。

第三，CORS系統能夠提供各種定位精度等級的數據，如為用戶提供米級、分米級，甚至是厘米級的精準差分數據，從而滿足人們不同層次的要求，因此能適用于多個場景。比如，在進行土地測量時，可以利用CORS系統提供的厘米級差分數據;在進行土地執法時，可以利用CORS系統提供的分米級差分數據;CORS系統本身還具有導航功能，在這一場景中，能用到CORS系統提供的米級精度的差分數據。

第四，CORS系統的覆蓋范圍較廣，只需要搭建一個CORS系統，然后再結合不同測繪作業需要，布設好系統周邊參考站，就能夠實現大范圍測量。在覆蓋范圍內，能實現單人作業，有效提升測繪工作效率。

第五，CORS系統提供穩定、統一的參考坐標系給所有用戶共享，規范基礎測繪數據。CORS系統所提供的數據都是建立在同一個坐標系上的，避免了坐標系不一致的問題，有效保障了數據測繪的統一性[1]。

2 CORS系統項目建設分析

2.1 項目概況

福建平潭綜合實驗區現代測繪基準體系GNSS（Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統）連續運行基準站系統（Pingtan Continuously Operating Reference Station，PCORS）是平潭區域級的連續運行基準站網絡系統。該系統不僅可以向實驗區內測繪用戶提供高精度、連續的時間和空間基準，而且能向精密導航、精密定位、抗災減災等應用提供數據服務，是空間數據基礎設施最為重要的組成部分。該地綜合實驗區現代測繪基準體系GNSS連續運行基準站系統（PCORS）也可與福建省連續運行衛星定位服務系統（Fujian Continuously Operating Reference Station，FJCORS）聯網，通過加入省網，實現全省系統的互聯互通和互操作與信息資源共享。

PCORS系統項目采用Trimble天寶設備，并利用Trimble VRS技術進行構建。在本項目中，需要新建4座基準站點組成系統基準網，可覆蓋整個該地綜合實驗區陸地371.91 km2及周邊的海域。數據處理與控制中心設在綜合實驗區環境與國土資源局信息中心的機房，通信線路選用中國移動的2M SDH數字電路，實現了數據處理與控制中心和各基準站點的通信連接，實現了使用無線公網的終端用戶和數據處理與控制中心的通信。

2.2 PCORS系統項目建設分析

2.2.1 PCORS系統功能優勢分析。建成后的PCORS系統的功能優勢如下。

①GPS接收機能夠接收多種類型的信號，如GPS、GLONASS、北斗衛星等信號。

②PCORS系統能夠在綜合實驗區行政轄區內獨立運行，以無線公網的方式開展數據服務，用戶在系統覆蓋范圍內達到的實時定位精度如表1所示。

③PCORS系統具備良好的兼容性，能為不同品牌如天寶、華測、南方等GPS接收機用戶提供數據服務，并發用戶可達25個。

④PCORS系統基準站無人值守，能夠自動運行，日可用性達到了平面97.4%、高程97.6%，均大于95%的合格指標。

⑤在斷電情況下，基準站設備能依靠備用電源連續工作24 h以上，且系統還能夠對設備完好性進行檢測。系統自動對設備進行自檢，出現問題時具有遠程報警能力。

⑥支持數據處理與控制中心以遠程方式對基準站進行設定、控制和檢測。設定包括接收機參數;控制包括接收機啟動與關閉、接收機參數的修改、數據傳輸控制;檢測包括接收機狀態、電源狀態等[2]。

2.2.2 PCORS系統建設流程內容分析。CORS系統在實際建設過程中，主要包含以下建設流程內容。

①結合實際，完成基準站點的選址。在實際開展基準站點選址過程中，需要先根據項目設計書提供的擬選基準站位置進行實地勘測，檢查擬選基準站位置衛星信號質量是否滿足系統需求，明確是否存在明顯的干擾源，最后進行綜合比較，順利選擇出若干適合建立基準站點的區域。

②做好基建施工工作。在本次PCORS系統項目工程中，需要新建4座基準站點組成系統基準網，其中包含的基建施工內容有GNSS屋頂觀測墩、觀測室（機房）的改造和新建、電氣工程（電力、防雷）改造等。具體分析如下。

第一，GNSS屋頂觀測墩施工。屋頂觀測墩建在屋頂主承重房梁上，在建設時，應先清除防水等覆蓋物，觀測墩基礎與主承重房梁牢固連接;觀測墩采用鋼筋混凝土現場澆筑施工，采用的水泥標號不低于425#，石子采用級配合格的5～40 mm、大小不一的天然卵石或堅硬碎石，沙子采用0.15～3 mm粒徑的中砂，含泥量不超過3%;觀測墩的柱體鋼筋骨架采用Φ20 mm螺紋鋼筋，基座鋼筋骨架采用Φ12 mm螺紋鋼筋，裹筋采用Φ8 mm普通鋼筋。施工時，在距兩端100 mm處，分別向內彎成∩形彎，足筋下端300 mm處向外彎成∟形彎。

在建造基座時，可采用以下方法。按設計尺寸挖鑿基座，兩條基座邊與東西向平行。基座的四邊與底面平整且基座底面處于水平狀態。在基座四角（距邊緣各約10 cm）及中心位置鉆Φ20 mm、深15 cm的孔洞，并打入Φ20 mm、長30 cm的螺紋鋼筋。建造基座時澆筑混凝土約10 cm，充分搗固后放入焊接好的各部鋼筋籠，并焊接在一起，底部與打入主承重房梁的鋼筋焊接，澆灌混凝土至基座頂面，充分搗固并使混凝土頂面處于水平狀態。待混凝土凝固后垂直安置覆蓋層基座模型板，澆灌混凝土至覆蓋層基座頂面，充分搗固并使混凝土頂面處于水平狀態。

第二，觀測室施工。為減少施工成本，本次項目直接將選擇的基準站點建筑屋頂樓梯間、活動室加以改造，作觀察室使用。

第三，防雷工程施工。該項目采用ZC29B-2地阻表對各房屋原有地網進行檢測，經檢測，接地電阻均小于4 Ω。將避雷針、觀測室的機柜與房屋原有地網進行有效連接，加以利用。在安裝避雷針時，應在天線墩相距4～6 m處安裝一根標準避雷針，避雷針高度≥（避雷針與天線墩距離+天線墩高度）。將避雷針與已有建筑物地網進行焊接，所有焊口刷上防銹漆。

③通信網絡建設。對于本項目的通信網絡建設，經與業主溝通洽談后，最終選用中國移動的2M SDH數字電路實現了數據處理與控制中心和各基準站點的通信連接，其通信網絡建設主要由平潭綜合實驗區移動公司負責建設和保障。

④系統設備安裝與調試。首先是基站安裝，然后是GPS的安裝，Trimble Zephyr Geodetic2 大盤天線一端連接天線電纜，并穿入PVC管隱藏在屋頂隔熱層中，然后引入各基準站點的控制室并連接Trimble NetR9接收機主機的感應雷防護端口。接收機主體固定在機柜擱層板上。除此之外，還需要完成電源系統的安裝與防雷系統安裝工作，由于篇幅有限，在此不再贅述。在實際進行設備調試時，需要做好基準站GNSS天線、防護罩、接收機、交換機等裝置設備的調試等。

⑤做好PCORS系統功能的測試工作。該項工作包含諸多內容，如PCORS系統功能測試（包括通信網絡測試、遠程控制測試、系統自動運行能力測試、用戶設備兼容性測試等）、系統性能指標測試（包括系統時間可用性測試、系統空間可用性測試、系統定位精度測試等）等。在進行系統定位精度測試時，針對測試點的平面點位外符合中誤差（[MP]），采用式（1）進行計算：

[MP=dPdPN]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中，[N]表示測試點個數;[dP]表示測試點的已知平面點位與觀測的平面點位平均值的差值，cm。

3 CORS系統在常規測量中的應用

3.1 大地測量

利用CORS進行大地測量時，能實現與參考基準站點的聯測，從而獲得精度比較高的測量數據。通過利用這些數據，測繪人員能完成新地面控制網的建立，并以此為依據，對已有地面網進行檢核，保證已有地面網的準確性。例如，在E級控制網進行大地測量工作的過程中，若在測區周圍200 km范圍內，CORS參考站數量高于2個，且有2個或者2個以上正常工作的CORS參考站，便能夠直接進行靜態觀測。在觀測過程中，需要與CORS站聯測。同時，還需要將CORS點作為起算點，完成對測量數據的平差處理，最終能夠準確獲取E級控制點的坐標。具體而言，在GNSS四等點中，需要觀測1個時段，每個時段應為4 h，同時，還需要每間隔10 s做好一次采樣，在觀測時段，如果需要進行UTC時間選擇，可以在0～24 h隨意選擇。

3.2 地籍與宗地測量

在實際進行地籍與宗地測量時，可以在CORS系統下，采用RTK技術進行測量，以準確獲取界址點位置測繪信息，明確一些標志性的地物點位置，最終獲得的測繪結果有著較高精度，一般能夠達到厘米級。在獲取GNSS數據后，可以將數據直接錄入相關軟件中，實現三維點云數據的生成，便能獲得地籍和宗地圖。但在一些比較偏僻的地帶，由于衛星信號比較差，因此難以保證測繪數據的準確性。為了提高測繪精度，還需要借助一些傳統測繪工具，如全站儀、測距儀等，針對局部地區，采用解析法或圖解法等方式，完成細部測量，以保證地籍圖或宗地圖的測繪數據的全面準確性。

3.3 數字地形圖測繪

在實際進行數字地形測繪時，如果采用傳統測圖方法，需要先完成控制網點的布設。在布設過程中，一般對國家高等級控制網點比較依賴，需要在其基礎上，做好次級控制網點的加密，最后以此為依據，完成地物點位置信息的測定，再根據相應的制圖規則，完成平面圖的繪制。這個過程比較復雜，而通過采用CORS技術，無須應用上述復雜的步驟，甚至不需要進行各級控制點的布設，測繪工作人員只需要在CORS覆蓋范圍內采用流動站，便能獲得高精度的數字地形圖坐標信息。

4 結語

相較于傳統策略技術，CORS系統測量功能更為強大，優勢也比較明顯，因此對CORS系統的建設過程進行深入探討，并在常規測量的過程中加強對CORS系統的應用，能有效提高測繪效率，推動我國測繪行業的發展。

參考文獻：

[1]陳壽轍.基于HiCORS系統的網絡RTK技術在地形測量中的應用與實踐[J].資源信息與工程，2017（6）：132-133.

[2]付黎明.淺析CORS系統在城市工程測繪中的應用[J].消費導刊，2018（16）：53-54.