基于贵阳CORS的线路工程测量技术研究

王彬++娄忠军

摘 要：本文以基于CORS的线路工程测量为研究对象，以贵阳某排污管道工程为研究背景，论文首先简要介绍了贵阳CORS系统的构成及优势，进而分析了贵阳CORS在排污管道测量中的应用模式，在此基础上，论文探讨了作业实施方法及测量结果，最后进行了误差分析，通过对比采用贵阳CORS系统和常规测量方式两种方法得出的数据精度，总结出了贵阳CORS系统的优、缺点。

关键词：贵阳CORS 常规测量 管道 线路测量 误差分析

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0044-02

1 贵阳CORS系统基本组成

贵阳CORS系统由5个基站、数据中心组成，5个基站分别为：金阳、清镇、青岩、修文、开阳，通过专用电信光纤与中央机房进行数据交换，数据中心通过相关软件进行实时差分计算，同时向外发布差分数据，系统能够提供贵阳城市独立坐标系、1954北京坐标系、1980西安坐标系、CGCS2000坐标系等平面坐标系统及1985高程基准。

2 贵阳CORS在排污管道测量中的应用

2.1 工程概况

排污管道全长78 km。线路沿线穿越大量高速公路、河流、铁路和沼泽地。该工程采用1980西安坐标系和1985国家高程基准，主要工作是线路控制测量、中线测量、碎部测量和纵断面测量。

2.2 贵阳CORS在排污管道测量中的应用模式

2.2.1 贵阳CORS在线路控制测量上的应用

在本工程的控制测量中，应用8台Trimble R8 GNSS接收机进行静态观测，每隔5 km布设一对控制点，共布设34个控制点，且沿途联测了5个C级国家控制点，形成了39个控制点的GPS网。GPS静态观测满足技术规定，每个控制点观测不少于60 min。同时，我们下载了附近可以利用的4个贵阳CORS系统参考点的数据，将这4个参考站数据加入GPS网进行解算。解算时，我们采用了两种方法，即只有4个参考点数据作为起算数据和只有5个C级国家点数据作为起算数据。

经过两次GPS网解算，我们对解算出的34个控制点成果做了比较，发现利用贵阳CORS系统直接解算出来的控制点成果只比传统静态测量结果平面差不到2.5 cm，高程差不到3 cm，满足《管道工程测量规范》及本项目设计书的相关要求。

2.2.2 贵阳CORS在中线测量上的应用

线路中线测量全部采用贵阳CORS系统，进行实时网络RTK测量，其中局部卫星信号遮挡较为严重地区采用全站仪补测。所有中线桩数据采集后，整理成为贵阳CORS系统转换数据的特定格式，然后利用贵阳CORS中心的在线转换服务，对数据进行CGCS2000坐标系到线1980坐标系的转换，同时得到1985国家高程。

2.2.3 贵阳CORS在碎部测量和纵断面测量上的应用

碎部测量和断面测量主要就是利用贵阳CORS系统采集线路沿线的地形点、地物点的坐标和高程。贵州CORS系统所提供的实时网络RTK技术在线路测量中能很好的发挥优势，只要网络信号好，网络RTK技术比传统测量要方便、快捷。

在网络信号很差，卫星信号遮挡严重地区采用全站仪补测，同时，我们也刻意对部分利用RTK测定的中线桩和RTK所做的控制点进行了复测工作，抽查的中线桩和RTK所做的控制点分布在各个不同区段，使复测点尽量均匀分布在测区范围内，然后对两次测得的坐标数据进行比较，以便对CORS测量成果进行精度及可靠性检验，检验结果如下表1所示（该表为在所有的复测数据中随机选取了20个复测点进行比较）。从中可以看出，中线桩成果及控制点相差很少，进一步说明了贵阳CORS系统测量成果的正确性和可靠性。

2.3 作业实施

在贵阳CORS下用RTK进行控制测量，控制点点位的选取比较随意，灵活性比较大，站与站之间不要求通视，仅限于手机和卫星信号是否处于良好的状态，而不必考虑信号如何收发；测区水稻田居多，因此点位的布设要考虑到农民耕种对点位的破坏；另外测区多湖泊和河流，布设的控制点应尽量的远离，以避免多路径效应的影响。为能够使控制点长期保存，在点位布设是尽量离开测区管线50 m以上，利用贵州特有的地貌，点位尽量选取在生根岩石上，布设时应严格遵守《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》。

采用贵阳CORS提供的精密差分信息形式进行观测，每个测站严密对中、整平，并固定RTK天线高。启动RTK后，使用专用功能键盘和菜单，查看测站信息、接收卫星数、卫星健康状况、各卫星信噪比、测量误差等实时定位的结果及收敛值、存储介质记录和电源情况，并认真做好记录。原则上要求以使RTK手簿上显示满足测量要求的固定解，开始记录数据，实际操作过程中尽量的延长观测时间，以便获得更精确的坐标值。

2.4 误差分析

2.4.1 CORS接收机误差

CORS系统是由若干台GPS接收机连续不断地运行，采集GPS原始数据，输出RTK/DGPS数据，再传送给GIS/GPS导航用户。其误差来源主要是三大部分，即：与GPS卫星有关的卫星星历误差、卫星钟差及相对论效应；与信号传播有关的电离层折射延迟、对流层折射误差以及多路径误差；与GPS接收机有关的接收机钟差、接收机位置误差等等。GPS的误差源在空间和时间上是高度相关的，差分GPS原理能够使用这些相关性来改善整个GPS系统的性能，可以减少或者消除卫星误差、接收机钟差、星历误差、大气折射误差等，同时CORS系统数据中心能够根据基准站的观测值，建立整个区域内GPS测量的主要误差模型（如电离层折射误差模型、对流层折射误差模型和卫星轨道误差模型等），并将这些误差从观测数据中减去，形成“无误差”的观测值。

2.4.2 RTK 测量误差endprint

RTK 作业的时候要严格的控制 PDOP<6，卫星数>6的时间窗口，这个时间段测量获得的数据是最佳的。接收机启动后，应该通过菜单及时查看测站信息：接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各卫星信噪比、相位测量残差实时定位的结果及收敛值、存储介质记录和电源情况，如发现异常情况或未预料情况，并及时作出相应处理。在 CORS系统下作业RTK的用户，CORS系统已建立覆盖区域电离层的误差模型，并随差分信号发送到流动站，消除电离层误差，使得 RTK 的作业范围和精度就能够大大的改善。

2.4.3 RTK数据通讯误差

数据通讯误差包括：有线通讯线路信号的衰减和无线通讯信号的流失和误码。数据通讯中一般采用标准电缆来连接天线和接收机，但是随着电缆的增长，就必须采用天线信号放大器来减少信号的衰减了，否则就会影响接收机接收数据的能力，从而降低了定位精度，所以工作中一般采用帧中继（FR）和光纤的混合通讯，且电缆的长度不会超过30m。在无线通讯中，通常采用GSM、GPRS、CDMA和TDMA的上网功能，采用这种无线的通讯方式不仅用户数不受限制，而且它不会降低RTK的定位精度，传送、接收RTK数据无距离限制，且一般不会受到干扰。

3 结语

长期以来，我们的测量工作只是局限于经纬仪、全站仪、常规RTK作业方式。这样的作业方式突出的特点是：作业效率不高、劳动强度大、而且精度和可靠性差。即使是1个基准站+N个移动站的 RTK 作业模式，也会受到作业距离的限制，需要频繁的架设基准站，并且随着距离的增加其精度和可靠性也在逐步降低和衰减，对于一个较大的测区，其劳动强度和工作效率是可想而知的。而CORS系统的出现无疑是一个革命性的技术，在一个地区甚至一个国家，只需要架设几个或者几十个上百个永久的基准站，就能覆盖一个比较大的区域，那么下次出去做外业测量就不用再架设基准站了。

本文深刻阐述了CORS系统的功能和作业优势，实验结果表明采用该方法对传统测量工作模式带来巨大的冲击，极大的提高了野外作业的精度和效率。同时从多方面、多角度对CORS下作业方式可能产生的误差做了全面的分析研究。

参考文献

[1] 肖建华，李江卫，严小平.贵州CORS建设的构想与建议[J].地理空间信息，2009（1）：15-17.

[2] 张建仁，杨蜀江，姜殿惠，等.贵州省连续运行卫星定位服务系统建设及关键技术[J].地理空间信息，2012（2）：29-31.endprint

RTK 作业的时候要严格的控制 PDOP<6，卫星数>6的时间窗口，这个时间段测量获得的数据是最佳的。接收机启动后，应该通过菜单及时查看测站信息：接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各卫星信噪比、相位测量残差实时定位的结果及收敛值、存储介质记录和电源情况，如发现异常情况或未预料情况，并及时作出相应处理。在 CORS系统下作业RTK的用户，CORS系统已建立覆盖区域电离层的误差模型，并随差分信号发送到流动站，消除电离层误差，使得 RTK 的作业范围和精度就能够大大的改善。

2.4.3 RTK数据通讯误差

数据通讯误差包括：有线通讯线路信号的衰减和无线通讯信号的流失和误码。数据通讯中一般采用标准电缆来连接天线和接收机，但是随着电缆的增长，就必须采用天线信号放大器来减少信号的衰减了，否则就会影响接收机接收数据的能力，从而降低了定位精度，所以工作中一般采用帧中继（FR）和光纤的混合通讯，且电缆的长度不会超过30m。在无线通讯中，通常采用GSM、GPRS、CDMA和TDMA的上网功能，采用这种无线的通讯方式不仅用户数不受限制，而且它不会降低RTK的定位精度，传送、接收RTK数据无距离限制，且一般不会受到干扰。

3 结语

长期以来，我们的测量工作只是局限于经纬仪、全站仪、常规RTK作业方式。这样的作业方式突出的特点是：作业效率不高、劳动强度大、而且精度和可靠性差。即使是1个基准站+N个移动站的 RTK 作业模式，也会受到作业距离的限制，需要频繁的架设基准站，并且随着距离的增加其精度和可靠性也在逐步降低和衰减，对于一个较大的测区，其劳动强度和工作效率是可想而知的。而CORS系统的出现无疑是一个革命性的技术，在一个地区甚至一个国家，只需要架设几个或者几十个上百个永久的基准站，就能覆盖一个比较大的区域，那么下次出去做外业测量就不用再架设基准站了。

本文深刻阐述了CORS系统的功能和作业优势，实验结果表明采用该方法对传统测量工作模式带来巨大的冲击，极大的提高了野外作业的精度和效率。同时从多方面、多角度对CORS下作业方式可能产生的误差做了全面的分析研究。

参考文献

[1] 肖建华，李江卫，严小平.贵州CORS建设的构想与建议[J].地理空间信息，2009（1）：15-17.

[2] 张建仁，杨蜀江，姜殿惠，等.贵州省连续运行卫星定位服务系统建设及关键技术[J].地理空间信息，2012（2）：29-31.endprint

RTK 作业的时候要严格的控制 PDOP<6，卫星数>6的时间窗口，这个时间段测量获得的数据是最佳的。接收机启动后，应该通过菜单及时查看测站信息：接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各卫星信噪比、相位测量残差实时定位的结果及收敛值、存储介质记录和电源情况，如发现异常情况或未预料情况，并及时作出相应处理。在 CORS系统下作业RTK的用户，CORS系统已建立覆盖区域电离层的误差模型，并随差分信号发送到流动站，消除电离层误差，使得 RTK 的作业范围和精度就能够大大的改善。

2.4.3 RTK数据通讯误差

数据通讯误差包括：有线通讯线路信号的衰减和无线通讯信号的流失和误码。数据通讯中一般采用标准电缆来连接天线和接收机，但是随着电缆的增长，就必须采用天线信号放大器来减少信号的衰减了，否则就会影响接收机接收数据的能力，从而降低了定位精度，所以工作中一般采用帧中继（FR）和光纤的混合通讯，且电缆的长度不会超过30m。在无线通讯中，通常采用GSM、GPRS、CDMA和TDMA的上网功能，采用这种无线的通讯方式不仅用户数不受限制，而且它不会降低RTK的定位精度，传送、接收RTK数据无距离限制，且一般不会受到干扰。

3 结语

长期以来，我们的测量工作只是局限于经纬仪、全站仪、常规RTK作业方式。这样的作业方式突出的特点是：作业效率不高、劳动强度大、而且精度和可靠性差。即使是1个基准站+N个移动站的 RTK 作业模式，也会受到作业距离的限制，需要频繁的架设基准站，并且随着距离的增加其精度和可靠性也在逐步降低和衰减，对于一个较大的测区，其劳动强度和工作效率是可想而知的。而CORS系统的出现无疑是一个革命性的技术，在一个地区甚至一个国家，只需要架设几个或者几十个上百个永久的基准站，就能覆盖一个比较大的区域，那么下次出去做外业测量就不用再架设基准站了。

本文深刻阐述了CORS系统的功能和作业优势，实验结果表明采用该方法对传统测量工作模式带来巨大的冲击，极大的提高了野外作业的精度和效率。同时从多方面、多角度对CORS下作业方式可能产生的误差做了全面的分析研究。

参考文献

[1] 肖建华，李江卫，严小平.贵州CORS建设的构想与建议[J].地理空间信息，2009（1）：15-17.

[2] 张建仁，杨蜀江，姜殿惠，等.贵州省连续运行卫星定位服务系统建设及关键技术[J].地理空间信息，2012（2）：29-31.endprint