王彬++婁忠軍

摘 要：本文以基于CORS的線路工程測量為研究對象，以貴陽某排污管道工程為研究背景，論文首先簡要介紹了貴陽CORS系統(tǒng)的構(gòu)成及優(yōu)勢，進(jìn)而分析了貴陽CORS在排污管道測量中的應(yīng)用模式，在此基礎(chǔ)上，論文探討了作業(yè)實施方法及測量結(jié)果，最后進(jìn)行了誤差分析，通過對比采用貴陽CORS系統(tǒng)和常規(guī)測量方式兩種方法得出的數(shù)據(jù)精度，總結(jié)出了貴陽CORS系統(tǒng)的優(yōu)、缺點。

關(guān)鍵詞：貴陽CORS 常規(guī)測量 管道 線路測量 誤差分析

中圖分類號：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0044-02

1 貴陽CORS系統(tǒng)基本組成

貴陽CORS系統(tǒng)由5個基站、數(shù)據(jù)中心組成，5個基站分別為：金陽、清鎮(zhèn)、青巖、修文、開陽，通過專用電信光纖與中央機房進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)中心通過相關(guān)軟件進(jìn)行實時差分計算，同時向外發(fā)布差分?jǐn)?shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠提供貴陽城市獨立坐標(biāo)系、1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系、CGCS2000坐標(biāo)系等平面坐標(biāo)系統(tǒng)及1985高程基準(zhǔn)。

2 貴陽CORS在排污管道測量中的應(yīng)用

2.1 工程概況

排污管道全長78 km。線路沿線穿越大量高速公路、河流、鐵路和沼澤地。該工程采用1980西安坐標(biāo)系和1985國家高程基準(zhǔn)，主要工作是線路控制測量、中線測量、碎部測量和縱斷面測量。

2.2 貴陽CORS在排污管道測量中的應(yīng)用模式

2.2.1 貴陽CORS在線路控制測量上的應(yīng)用

在本工程的控制測量中，應(yīng)用8臺Trimble R8 GNSS接收機進(jìn)行靜態(tài)觀測，每隔5 km布設(shè)一對控制點，共布設(shè)34個控制點，且沿途聯(lián)測了5個C級國家控制點，形成了39個控制點的GPS網(wǎng)。GPS靜態(tài)觀測滿足技術(shù)規(guī)定，每個控制點觀測不少于60 min。同時，我們下載了附近可以利用的4個貴陽CORS系統(tǒng)參考點的數(shù)據(jù)，將這4個參考站數(shù)據(jù)加入GPS網(wǎng)進(jìn)行解算。解算時，我們采用了兩種方法，即只有4個參考點數(shù)據(jù)作為起算數(shù)據(jù)和只有5個C級國家點數(shù)據(jù)作為起算數(shù)據(jù)。

經(jīng)過兩次GPS網(wǎng)解算，我們對解算出的34個控制點成果做了比較，發(fā)現(xiàn)利用貴陽CORS系統(tǒng)直接解算出來的控制點成果只比傳統(tǒng)靜態(tài)測量結(jié)果平面差不到2.5 cm，高程差不到3 cm，滿足《管道工程測量規(guī)范》及本項目設(shè)計書的相關(guān)要求。

2.2.2 貴陽CORS在中線測量上的應(yīng)用

線路中線測量全部采用貴陽CORS系統(tǒng)，進(jìn)行實時網(wǎng)絡(luò)RTK測量，其中局部衛(wèi)星信號遮擋較為嚴(yán)重地區(qū)采用全站儀補測。所有中線樁數(shù)據(jù)采集后，整理成為貴陽CORS系統(tǒng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的特定格式，然后利用貴陽CORS中心的在線轉(zhuǎn)換服務(wù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行CGCS2000坐標(biāo)系到線1980坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，同時得到1985國家高程。

2.2.3 貴陽CORS在碎部測量和縱斷面測量上的應(yīng)用

碎部測量和斷面測量主要就是利用貴陽CORS系統(tǒng)采集線路沿線的地形點、地物點的坐標(biāo)和高程。貴州CORS系統(tǒng)所提供的實時網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在線路測量中能很好的發(fā)揮優(yōu)勢，只要網(wǎng)絡(luò)信號好，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)比傳統(tǒng)測量要方便、快捷。

在網(wǎng)絡(luò)信號很差，衛(wèi)星信號遮擋嚴(yán)重地區(qū)采用全站儀補測，同時，我們也刻意對部分利用RTK測定的中線樁和RTK所做的控制點進(jìn)行了復(fù)測工作，抽查的中線樁和RTK所做的控制點分布在各個不同區(qū)段，使復(fù)測點盡量均勻分布在測區(qū)范圍內(nèi)，然后對兩次測得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以便對CORS測量成果進(jìn)行精度及可靠性檢驗，檢驗結(jié)果如下表1所示（該表為在所有的復(fù)測數(shù)據(jù)中隨機選取了20個復(fù)測點進(jìn)行比較）。從中可以看出，中線樁成果及控制點相差很少，進(jìn)一步說明了貴陽CORS系統(tǒng)測量成果的正確性和可靠性。

2.3 作業(yè)實施

在貴陽CORS下用RTK進(jìn)行控制測量，控制點點位的選取比較隨意，靈活性比較大，站與站之間不要求通視，僅限于手機和衛(wèi)星信號是否處于良好的狀態(tài)，而不必考慮信號如何收發(fā)；測區(qū)水稻田居多，因此點位的布設(shè)要考慮到農(nóng)民耕種對點位的破壞；另外測區(qū)多湖泊和河流，布設(shè)的控制點應(yīng)盡量的遠(yuǎn)離，以避免多路徑效應(yīng)的影響。為能夠使控制點長期保存，在點位布設(shè)是盡量離開測區(qū)管線50 m以上，利用貴州特有的地貌，點位盡量選取在生根巖石上，布設(shè)時應(yīng)嚴(yán)格遵守《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》。

采用貴陽CORS提供的精密差分信息形式進(jìn)行觀測，每個測站嚴(yán)密對中、整平，并固定RTK天線高。啟動RTK后，使用專用功能鍵盤和菜單，查看測站信息、接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星健康狀況、各衛(wèi)星信噪比、測量誤差等實時定位的結(jié)果及收斂值、存儲介質(zhì)記錄和電源情況，并認(rèn)真做好記錄。原則上要求以使RTK手簿上顯示滿足測量要求的固定解，開始記錄數(shù)據(jù)，實際操作過程中盡量的延長觀測時間，以便獲得更精確的坐標(biāo)值。

2.4 誤差分析

2.4.1 CORS接收機誤差

CORS系統(tǒng)是由若干臺GPS接收機連續(xù)不斷地運行，采集GPS原始數(shù)據(jù)，輸出RTK/DGPS數(shù)據(jù)，再傳送給GIS/GPS導(dǎo)航用戶。其誤差來源主要是三大部分，即：與GPS衛(wèi)星有關(guān)的衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘差及相對論效應(yīng)；與信號傳播有關(guān)的電離層折射延遲、對流層折射誤差以及多路徑誤差；與GPS接收機有關(guān)的接收機鐘差、接收機位置誤差等等。GPS的誤差源在空間和時間上是高度相關(guān)的，差分GPS原理能夠使用這些相關(guān)性來改善整個GPS系統(tǒng)的性能，可以減少或者消除衛(wèi)星誤差、接收機鐘差、星歷誤差、大氣折射誤差等，同時CORS系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心能夠根據(jù)基準(zhǔn)站的觀測值，建立整個區(qū)域內(nèi)GPS測量的主要誤差模型（如電離層折射誤差模型、對流層折射誤差模型和衛(wèi)星軌道誤差模型等），并將這些誤差從觀測數(shù)據(jù)中減去，形成“無誤差”的觀測值。

2.4.2 RTK 測量誤差endprint

RTK 作業(yè)的時候要嚴(yán)格的控制 PDOP<6，衛(wèi)星數(shù)>6的時間窗口，這個時間段測量獲得的數(shù)據(jù)是最佳的。接收機啟動后，應(yīng)該通過菜單及時查看測站信息：接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號、衛(wèi)星健康狀況、各衛(wèi)星信噪比、相位測量殘差實時定位的結(jié)果及收斂值、存儲介質(zhì)記錄和電源情況，如發(fā)現(xiàn)異常情況或未預(yù)料情況，并及時作出相應(yīng)處理。在 CORS系統(tǒng)下作業(yè)RTK的用戶，CORS系統(tǒng)已建立覆蓋區(qū)域電離層的誤差模型，并隨差分信號發(fā)送到流動站，消除電離層誤差，使得 RTK 的作業(yè)范圍和精度就能夠大大的改善。

2.4.3 RTK數(shù)據(jù)通訊誤差

數(shù)據(jù)通訊誤差包括：有線通訊線路信號的衰減和無線通訊信號的流失和誤碼。數(shù)據(jù)通訊中一般采用標(biāo)準(zhǔn)電纜來連接天線和接收機，但是隨著電纜的增長，就必須采用天線信號放大器來減少信號的衰減了，否則就會影響接收機接收數(shù)據(jù)的能力，從而降低了定位精度，所以工作中一般采用幀中繼（FR）和光纖的混合通訊，且電纜的長度不會超過30m。在無線通訊中，通常采用GSM、GPRS、CDMA和TDMA的上網(wǎng)功能，采用這種無線的通訊方式不僅用戶數(shù)不受限制，而且它不會降低RTK的定位精度，傳送、接收RTK數(shù)據(jù)無距離限制，且一般不會受到干擾。

3 結(jié)語

長期以來，我們的測量工作只是局限于經(jīng)緯儀、全站儀、常規(guī)RTK作業(yè)方式。這樣的作業(yè)方式突出的特點是：作業(yè)效率不高、勞動強度大、而且精度和可靠性差。即使是1個基準(zhǔn)站+N個移動站的 RTK 作業(yè)模式，也會受到作業(yè)距離的限制，需要頻繁的架設(shè)基準(zhǔn)站，并且隨著距離的增加其精度和可靠性也在逐步降低和衰減，對于一個較大的測區(qū)，其勞動強度和工作效率是可想而知的。而CORS系統(tǒng)的出現(xiàn)無疑是一個革命性的技術(shù)，在一個地區(qū)甚至一個國家，只需要架設(shè)幾個或者幾十個上百個永久的基準(zhǔn)站，就能覆蓋一個比較大的區(qū)域，那么下次出去做外業(yè)測量就不用再架設(shè)基準(zhǔn)站了。

本文深刻闡述了CORS系統(tǒng)的功能和作業(yè)優(yōu)勢，實驗結(jié)果表明采用該方法對傳統(tǒng)測量工作模式帶來巨大的沖擊，極大的提高了野外作業(yè)的精度和效率。同時從多方面、多角度對CORS下作業(yè)方式可能產(chǎn)生的誤差做了全面的分析研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖建華，李江衛(wèi)，嚴(yán)小平.貴州CORS建設(shè)的構(gòu)想與建議[J].地理空間信息，2009（1）：15-17.

[2] 張建仁，楊蜀江，姜殿惠，等.貴州省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)[J].地理空間信息，2012（2）：29-31.endprint

RTK 作業(yè)的時候要嚴(yán)格的控制 PDOP<6，衛(wèi)星數(shù)>6的時間窗口，這個時間段測量獲得的數(shù)據(jù)是最佳的。接收機啟動后，應(yīng)該通過菜單及時查看測站信息：接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號、衛(wèi)星健康狀況、各衛(wèi)星信噪比、相位測量殘差實時定位的結(jié)果及收斂值、存儲介質(zhì)記錄和電源情況，如發(fā)現(xiàn)異常情況或未預(yù)料情況，并及時作出相應(yīng)處理。在 CORS系統(tǒng)下作業(yè)RTK的用戶，CORS系統(tǒng)已建立覆蓋區(qū)域電離層的誤差模型，并隨差分信號發(fā)送到流動站，消除電離層誤差，使得 RTK 的作業(yè)范圍和精度就能夠大大的改善。

2.4.3 RTK數(shù)據(jù)通訊誤差

數(shù)據(jù)通訊誤差包括：有線通訊線路信號的衰減和無線通訊信號的流失和誤碼。數(shù)據(jù)通訊中一般采用標(biāo)準(zhǔn)電纜來連接天線和接收機，但是隨著電纜的增長，就必須采用天線信號放大器來減少信號的衰減了，否則就會影響接收機接收數(shù)據(jù)的能力，從而降低了定位精度，所以工作中一般采用幀中繼（FR）和光纖的混合通訊，且電纜的長度不會超過30m。在無線通訊中，通常采用GSM、GPRS、CDMA和TDMA的上網(wǎng)功能，采用這種無線的通訊方式不僅用戶數(shù)不受限制，而且它不會降低RTK的定位精度，傳送、接收RTK數(shù)據(jù)無距離限制，且一般不會受到干擾。

3 結(jié)語

長期以來，我們的測量工作只是局限于經(jīng)緯儀、全站儀、常規(guī)RTK作業(yè)方式。這樣的作業(yè)方式突出的特點是：作業(yè)效率不高、勞動強度大、而且精度和可靠性差。即使是1個基準(zhǔn)站+N個移動站的 RTK 作業(yè)模式，也會受到作業(yè)距離的限制，需要頻繁的架設(shè)基準(zhǔn)站，并且隨著距離的增加其精度和可靠性也在逐步降低和衰減，對于一個較大的測區(qū)，其勞動強度和工作效率是可想而知的。而CORS系統(tǒng)的出現(xiàn)無疑是一個革命性的技術(shù)，在一個地區(qū)甚至一個國家，只需要架設(shè)幾個或者幾十個上百個永久的基準(zhǔn)站，就能覆蓋一個比較大的區(qū)域，那么下次出去做外業(yè)測量就不用再架設(shè)基準(zhǔn)站了。

本文深刻闡述了CORS系統(tǒng)的功能和作業(yè)優(yōu)勢，實驗結(jié)果表明采用該方法對傳統(tǒng)測量工作模式帶來巨大的沖擊，極大的提高了野外作業(yè)的精度和效率。同時從多方面、多角度對CORS下作業(yè)方式可能產(chǎn)生的誤差做了全面的分析研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖建華，李江衛(wèi)，嚴(yán)小平.貴州CORS建設(shè)的構(gòu)想與建議[J].地理空間信息，2009（1）：15-17.

[2] 張建仁，楊蜀江，姜殿惠，等.貴州省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)[J].地理空間信息，2012（2）：29-31.endprint

RTK 作業(yè)的時候要嚴(yán)格的控制 PDOP<6，衛(wèi)星數(shù)>6的時間窗口，這個時間段測量獲得的數(shù)據(jù)是最佳的。接收機啟動后，應(yīng)該通過菜單及時查看測站信息：接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號、衛(wèi)星健康狀況、各衛(wèi)星信噪比、相位測量殘差實時定位的結(jié)果及收斂值、存儲介質(zhì)記錄和電源情況，如發(fā)現(xiàn)異常情況或未預(yù)料情況，并及時作出相應(yīng)處理。在 CORS系統(tǒng)下作業(yè)RTK的用戶，CORS系統(tǒng)已建立覆蓋區(qū)域電離層的誤差模型，并隨差分信號發(fā)送到流動站，消除電離層誤差，使得 RTK 的作業(yè)范圍和精度就能夠大大的改善。

2.4.3 RTK數(shù)據(jù)通訊誤差

數(shù)據(jù)通訊誤差包括：有線通訊線路信號的衰減和無線通訊信號的流失和誤碼。數(shù)據(jù)通訊中一般采用標(biāo)準(zhǔn)電纜來連接天線和接收機，但是隨著電纜的增長，就必須采用天線信號放大器來減少信號的衰減了，否則就會影響接收機接收數(shù)據(jù)的能力，從而降低了定位精度，所以工作中一般采用幀中繼（FR）和光纖的混合通訊，且電纜的長度不會超過30m。在無線通訊中，通常采用GSM、GPRS、CDMA和TDMA的上網(wǎng)功能，采用這種無線的通訊方式不僅用戶數(shù)不受限制，而且它不會降低RTK的定位精度，傳送、接收RTK數(shù)據(jù)無距離限制，且一般不會受到干擾。

3 結(jié)語

長期以來，我們的測量工作只是局限于經(jīng)緯儀、全站儀、常規(guī)RTK作業(yè)方式。這樣的作業(yè)方式突出的特點是：作業(yè)效率不高、勞動強度大、而且精度和可靠性差。即使是1個基準(zhǔn)站+N個移動站的 RTK 作業(yè)模式，也會受到作業(yè)距離的限制，需要頻繁的架設(shè)基準(zhǔn)站，并且隨著距離的增加其精度和可靠性也在逐步降低和衰減，對于一個較大的測區(qū)，其勞動強度和工作效率是可想而知的。而CORS系統(tǒng)的出現(xiàn)無疑是一個革命性的技術(shù)，在一個地區(qū)甚至一個國家，只需要架設(shè)幾個或者幾十個上百個永久的基準(zhǔn)站，就能覆蓋一個比較大的區(qū)域，那么下次出去做外業(yè)測量就不用再架設(shè)基準(zhǔn)站了。

本文深刻闡述了CORS系統(tǒng)的功能和作業(yè)優(yōu)勢，實驗結(jié)果表明采用該方法對傳統(tǒng)測量工作模式帶來巨大的沖擊，極大的提高了野外作業(yè)的精度和效率。同時從多方面、多角度對CORS下作業(yè)方式可能產(chǎn)生的誤差做了全面的分析研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖建華，李江衛(wèi)，嚴(yán)小平.貴州CORS建設(shè)的構(gòu)想與建議[J].地理空間信息，2009（1）：15-17.

[2] 張建仁，楊蜀江，姜殿惠，等.貴州省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)[J].地理空間信息，2012（2）：29-31.endprint