■路克擴(kuò)，武前前 ■山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州 272100

公路工程在施工過程中，由于工期較長、線路工作量較大、技術(shù)指標(biāo)控制嚴(yán)格等特點，從而導(dǎo)致在工程線路測繪，尤其控制測量中存在一定的難度，傳統(tǒng)的觀測手段邊長與角度觀測量較多、平差處理相對困難，對公路工程施工中的精度與質(zhì)量產(chǎn)生關(guān)聯(lián)影響。本文從現(xiàn)代新興的CORS 定位服務(wù)系統(tǒng)出發(fā)，探究CORS 技術(shù)在公路工程控制測量中的作用，創(chuàng)新傳統(tǒng)的測量模式，提高線路工程測繪的精度與效率。

1 CORS 定位原理概述

GNSS 是以空間衛(wèi)星作為控制基點，以接收導(dǎo)航電文的形式，通過空間后方交會確定接收機(jī)位置電文的定位形式。為消除電離層、對流層誤差，以及減弱接收機(jī)原子鐘、衛(wèi)星鐘等系統(tǒng)誤差，利用假設(shè)基準(zhǔn)站與流動站，以載波相位差分方式，獲取到較高精度的RTK 測量結(jié)果，但受基準(zhǔn)站與流動站距離的影響，導(dǎo)致參考解算模型的變化，因而點位精度伴隨兩站間距離的延長而迅速衰減。

伴隨現(xiàn)代通訊技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的日益成熟，通過將分布于一定區(qū)域的多個基準(zhǔn)站以網(wǎng)絡(luò)形式組合起來，構(gòu)成連續(xù)運(yùn)行的參考基準(zhǔn)站網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)(CORS)，并以GPRS/CDMA/3G 作為差分信號傳輸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的UHF 電臺播發(fā)方式，擴(kuò)大信號覆蓋范圍的同時，結(jié)合流動站周邊基準(zhǔn)站網(wǎng)的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，求解符合流動站的最優(yōu)差分模型，進(jìn)而確保CORS 框架下的點位精度統(tǒng)一。

2 公路線狀工程控制測量

公路工程測繪，作為線路測量的分支應(yīng)用，主要集中在公路前期設(shè)計選線階段的帶狀地形圖測繪、工程施工期間的道路定線測量與工程竣工階段的線路測繪3 個階段。設(shè)計選線階段的測量首先要以導(dǎo)線或靜態(tài)觀測的方式，建立測區(qū)帶狀首級控制與圖根控制點，然后以全站儀、GPS-RTK 的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;道路施工期間，需要按照圖紙相關(guān)設(shè)計要求，在現(xiàn)場實地放樣出道路邊樁、涵洞與邊坡等點位，涉及到線路起止、曲線轉(zhuǎn)點、道路中樁等關(guān)鍵信息，因而對施工控制點的精度也更為嚴(yán)格;工程竣工階段時，通常要測量道路的竣工平面圖與道路縱橫斷面圖，以檢核線路施工是否滿足設(shè)計條件。

線路工程測繪與放樣中的控制測量，常用導(dǎo)線法、靜態(tài)控制、GPSRTK 等方法。其中工程導(dǎo)線點的布設(shè)應(yīng)在地勢較高、便于通視的位置，通視為提高導(dǎo)線測量的精度，全站儀導(dǎo)線邊長不宜大于1km，按照測量規(guī)范，進(jìn)行相應(yīng)測回的角度與邊長測繪，并按公式(1)進(jìn)行相應(yīng)的坐標(biāo)增量和改化至參考橢球面:

上式中Hm為導(dǎo)線點的平均高程。

大地水準(zhǔn)面的坐標(biāo)增量和歸算至高斯平面的方法為:

上式中ym為導(dǎo)線兩端點橫坐標(biāo)的均值。

GPS 控制測量，依照測繪作業(yè)模式的不同，又分為靜態(tài)觀測與RTK控制測量。其靜態(tài)觀測無需點位間的通視、測繪精度較高，雙頻設(shè)備基線解算精度可達(dá)5mm±1ppm，只需在每個待測控制點架設(shè)儀器，開機(jī)觀測45-90min，然后內(nèi)業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的基線解算，并通過已知控制點完成三維約束平差;RTK 控制測量中，依照控制點類型等級差別，在一級導(dǎo)線點采用快速靜態(tài)的方式，采集15min 觀測數(shù)據(jù)，在圖根點以RTK 實時差分測量的方式，直接求解圖根點的坐標(biāo)，但流動站與基準(zhǔn)站不得超過10km。

3 SDCORS 在公路工程控制測量中的應(yīng)用探究

為提升測繪行業(yè)數(shù)字化的整體水平，山東省率先建設(shè)形成覆蓋全省的連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)(SDCORS)，借助移動通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，依托均衡分布覆蓋山東省全境的基準(zhǔn)參考站，實現(xiàn)了省內(nèi)測區(qū)的無縫高精定位服務(wù)，并在氣象預(yù)報、國土勘測、工程測量、交通導(dǎo)航、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

在公路工程控制測量中，通過引入CORS-RTK 觀測模式，用戶在經(jīng)VPN 驗證后，即可接收SDCORS 臨近參考站點播發(fā)的差分改正信息，不必改變和重復(fù)架設(shè)基準(zhǔn)站接收機(jī)，提高測繪效率的同時，也維持了整體精度的相對統(tǒng)一。測量時利用快速靜態(tài)的方式，分別測繪一級導(dǎo)線點的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，并與鄰近的參考站觀測數(shù)據(jù)，共同進(jìn)行事后差分解算，進(jìn)行整體網(wǎng)平差解算，不必架設(shè)基準(zhǔn)站，開機(jī)觀測15min，網(wǎng)形以邊連式為主。

采用SDCORS 布設(shè)圖根控制點時，首先利用周邊高等級GPS 控制點數(shù)據(jù)，求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的布爾莎七參數(shù)，再用實時CORS-RTK 定位的形式，進(jìn)行圖根控制點的測量。測量時，需要滿足CH/T 2009-2010《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量(RTK)技術(shù)規(guī)范》的要求，每個圖根點均獨立觀測兩次，較差在允許的范圍內(nèi)時取平均值作為最終成果。同時，以圖根點為起算點使用全站儀進(jìn)行測量時，需要檢核SDCORS 成果的精度。

為科學(xué)評價SDCORS 在線路工程測量中的測繪精度，以高等級控制點位基礎(chǔ)，通過全站儀與水準(zhǔn)儀等常規(guī)測繪儀器，進(jìn)行部分公共控制點復(fù)測，與SDCORS 測繪成果進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線點、圖根點精度均能滿足GB50026-2007《工程測量規(guī)范》的要求。

從控制測量成果精度分析，導(dǎo)線點與圖根點的可靠性相對穩(wěn)定，以快速靜態(tài)方式求解的導(dǎo)線點平面與高程精度一般在1cm 以下，達(dá)到毫米級精度;以CORS-RTK 形式測量的圖根點精度一般平面在2cm 以下，高程精度一般在3cm 以下，完全滿足公路線路測量的精度要求。

4 總結(jié)

相對于其它地形測繪或工程放線而言，公路測量的測繪區(qū)間相對狹長，線路跨度較大，進(jìn)而導(dǎo)線測量時對傳統(tǒng)高等級控制點的數(shù)量、精度與統(tǒng)一性要求較高;GPS 靜態(tài)控制測量中，盡管一定程度上降低了外業(yè)的工作強(qiáng)度，但因其事后解算作業(yè)模式的限制，難以實時探測點位精度問題;GPS-RTK 實時差分定位，需在不同線路分段區(qū)域假設(shè)基準(zhǔn)站接收機(jī)，難以維持流動站點位精度的整體統(tǒng)一，造成圖根控制或放樣控制的精度不均衡;而引入CORS 定位服務(wù)系統(tǒng)參與公路工程控制測量，有效提升了成果精度的統(tǒng)一性，大大提高了測繪作業(yè)效率。

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