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        公路測量中基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)探討

        2016-11-24 13:59:21江元盛
        科學(xué)與財富 2016年15期
        關(guān)鍵詞:公路

        江元盛

        摘要:隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,社會經(jīng)濟建設(shè)有了進一步的發(fā)展,交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)迎來的巨大的發(fā)展機遇和現(xiàn)實挑戰(zhàn)。多種測量技術(shù)的應(yīng)用有效提升了工程測量的準確性,對于公路工程的建設(shè)提供了有力的數(shù)據(jù)信息支持,保證了工程建設(shè)的準確性與合理性?,F(xiàn)階段,基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)在眾多公路工程施工測量中得以應(yīng)用,這種技術(shù)模式突破了傳統(tǒng)GPS測量范圍較小、操作復(fù)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(yè)的普遍認可。本文在闡述基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)基本原理與功能的基礎(chǔ)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(guān)鍵詞:公路;CORS;GPS;測量技術(shù)

        1 基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)

        1.1 基于CORS的高精度GPS工作原理

        基于CORS的高精度GPS技術(shù)是對傳統(tǒng)GPS工程測量計算的改良,該技術(shù)一個相對更為廣大的工程測量覆蓋范圍內(nèi)設(shè)置多個GPS參考站,這些GPS參考站為永久性持續(xù)工作。工程測量區(qū)域內(nèi)設(shè)置的GPS參考站共同構(gòu)成工程測量參考網(wǎng)絡(luò),參考站按照測量預(yù)設(shè)值進行采樣測量,測量結(jié)果通過系統(tǒng)通信功能傳輸給CORS集控中心,集控中心對采樣測量結(jié)果進行分析處理。這種采樣測量結(jié)果處理是動態(tài)化的,能夠?qū)崟r計算數(shù)據(jù)結(jié)果,進行相應(yīng)的測量質(zhì)量分析,從而獲得GPS工程測量參考網(wǎng)絡(luò)誤差修正模型。誤差修正模型的處理結(jié)果通過系統(tǒng)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(shù)據(jù)。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(tài)化的獲取更為準確的測量結(jié)果?;贑ORS的高精度GPS工程測量技術(shù)主要包括以下幾種:虛擬參考站技術(shù)、主輔站技術(shù)、區(qū)域改正參數(shù)技術(shù)和綜合誤差內(nèi)插法技術(shù)等。

        1.2 CORS系統(tǒng)組成

        一個完整的CORS工程測量系統(tǒng),由多個分部子系統(tǒng)構(gòu)成,分部子系統(tǒng)間通過數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)連接,形成針對工程測量區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò),為GPS工程測量提供數(shù)據(jù)信息支持。當前公路工程測量中應(yīng)用的CORS系統(tǒng)通常由參考站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)和用戶應(yīng)用子系統(tǒng)四部分組成。

        1.3 CORS系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

        CORS系統(tǒng)在工程測量中的應(yīng)用,實現(xiàn)了工程測量資源與流程的整合,將工程測繪轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€聯(lián)系更為緊密的整體,改變了傳統(tǒng)的GPS、RTK系統(tǒng)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(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)CORS系統(tǒng)的應(yīng)用為工程測繪提供了范圍更廣的測繪基準,能實現(xiàn)多種行業(yè)、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(jié)果標準差異問題,GPS工程測量技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣;(2)通過連續(xù)基站的架設(shè),CORS系統(tǒng)實現(xiàn)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(tǒng)使用的便捷性,提高了工作效率;(3)CORS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控與處理能力更強,能夠?qū)討B(tài)化數(shù)據(jù)進行實時處理,有效控制工程測量誤差,提升測量定位結(jié)果的可靠性與精確度;(4)由GPS參考站構(gòu)成的工程測量參考網(wǎng)絡(luò),使得工程測量人員不必自行假設(shè)參考站,通過一部GPS設(shè)備便可完成工程測繪作業(yè),測量成本較低;(5)工程測量信息傳遞效率更高,系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享與調(diào)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(qū),施工區(qū)域主要為山地地形,地形復(fù)雜、山嶺隧道多,工程測量中的相應(yīng)數(shù)據(jù)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(qū)域位于CORS區(qū)域站覆蓋范圍內(nèi),先采用基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)進行公路工程測量。

        測量環(huán)節(jié)中,相關(guān)位置點位于基準站組成的最大多邊形中,工作站持續(xù)工作進行不間斷采樣測量。根據(jù)工程測量的實際需求,將單日測繪數(shù)據(jù)按照每段3h劃分為8個時間區(qū)間。CORS系統(tǒng)工程測量數(shù)據(jù)的計算以3-4d的測繪匯總結(jié)果為計算對象。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理軟件。

        2.2 測量結(jié)果分析

        應(yīng)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(jié)果見下表1、表2。

        根據(jù)上述公路工程測量結(jié)果可知,應(yīng)用基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)獲得了精度較高的測量結(jié)果,水平分量精度達到2cm以內(nèi),同時高程分量精度也為2cm左右。通過相應(yīng)未知點的坐標分量平均值的比較可知,工程測量區(qū)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(yīng)用基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)應(yīng)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(lián)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(yè)要保證具有足夠的有效觀測時間,并要保證天線高等數(shù)據(jù)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(guān)數(shù)據(jù)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(huán)境因素的影響,防止測量結(jié)果的準確性受到多路徑的影響;

        (4)下載觀測數(shù)據(jù)之后,要應(yīng)用質(zhì)量檢查軟件來對數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行檢查,保證其具有有效的觀測時間。

        3 結(jié)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(shù)將一系列的定位信息利用網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通訊技術(shù)提供、分發(fā)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(wù)于國家建設(shè)。文中給出了該測量方法在公路控制網(wǎng)的應(yīng)用,為公路工程測量提供了參考。隨著我國跟蹤站建設(shè)的不斷發(fā)展、跟蹤站數(shù)據(jù)共享程度的不斷提高以及高精度GPS數(shù)據(jù)處理技術(shù)的逐漸普及,該作業(yè)模式將在工程測量中得到更加廣泛的應(yīng)用。

        參考文獻:

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

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

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