南方单基站CORS在线路测量中的应用

孙国庆 彭 磊 袁兴明

(1.淄博经纬勘测设计有限公司，山东 淄博 255000； 2.山东中拓地理测绘科技有限公司，山东 临沂 276000； 3.山东工业职业学院，山东 淄博 256414)



·测量·

南方单基站CORS在线路测量中的应用

孙国庆1彭 磊2袁兴明3

(1.淄博经纬勘测设计有限公司，山东 淄博 255000；
2.山东中拓地理测绘科技有限公司，山东 临沂 276000； 3.山东工业职业学院，山东 淄博 256414)

根据线路工程测量的施工特点，分析了CORS技术的基本原理、观测流程以及精度分析方法，通过与传统测量技术优缺点的对比分析，指出CORS系统测量与传统测量技术在线路测量中相互结合，取长补短，可以极大地提高工作效率。

CORS，线路测量，观测数据，误差

随着GNSS技术的飞速进步和应用普及以及信息技术、计算机技术的快速发展，GNSS在工程建设中的作用已越来越重要。利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System，缩写为CORS)已成为工程建设GNSS应用的发展热点之一。基础设施的建设促进了社会经济发展的基础，目前为了拉动地方的经济，全国各大小城市及城镇增加了道路、桥梁、铁路、高速公路等线路工程建设的投入。线路测量是基础建设开工建设的基础，因此在工程建设过程中要采用先进的技术来完成相应测量工作，以此促进社会经济的健康发展[1-3]。

城市建设过程中线路测量，由于受到施工环境的影响以及道路周围高楼大厦对信号的影响，以及线路本身存在的自身特点，长宽比例属于狭长带状作业形式，原有的基准站RTK测量和全站仪施工测量方式有些受影响[4]。

本文主要利用南方单基站CORS对道路进行了整体控制以及中桩的施工定位测量。通过对传统测量技术RTK、全站仪和CORS中桩放样测量的坐标，对比分析得出南方单基站CORS，RTK和全站仪获取的坐标精度各有高低，在施工现场CORS系统测量与传统测量技术在线路测量中相互结合，取长补短，可以极大的提高工作效率。

1 南方单基站CORS的发展和现状

1.1 南方单基站CORS系统

1)单基站CORS系统原理(见图1)。

单基站CORS只有一个连续运行站，类似于一加一的RTK，只不过基准站由一个连续运行的基准站代替，基站同时又是一个服务器，通过软件实时查看卫星状态、存储静态数据、实时向Internet发送差分信息以及监控移动站作业情况以及同时提供网络差分服务和用户管理，移动站通过GPRS，CDMA网络通讯方式与基站服务器进行通讯[5,6]。

2)城市单基站CORS系统建设。在淄博市建立了由济南分公司统一控制处理的多个单基站，单个覆盖区域半径达到70 km，在城市建设过程中信号几乎覆盖所有城区，为工程建设、学校实习使用以及科学研究提供了技术支持。基准站由观测墩和仪器室两部分构成。南方单基站CORS系统观测墩建立于楼顶，主机安置在屋顶下面的设备机房，能够提供全天的网络信号[6]，GNSS连续运行参考站见图2。

1.2 GNSS RTK定位原理

GNSS RTK测量系统至少包含两台GNSS接收机，由基准站、移动站、电台、天线组成，要求周围无遮挡物。观测条件良好，在作业过程中，其中有一台安置在基准站上，另外的接收机分别安置在不同的流动站上。基站站要安置在测区较高地方，而且要求观测条件良好、周围无遮挡物，在作业过程中实时向用户流动站传输坐标解算参数[7,8]，具体工作原理图如图3所示。

2 数据分析

本项目选取城市建设过程中，某条原有道路的扩建测量工作分析。主要是利用南方单基站CORS系统，对线路施工的中桩进行了详细的测量。并且利用南方RTK观测处理的结果、全站仪测量的结果与CORS系统测量的结果对比分析，具体的观测成果和分析结果如下。

2.1 RTK观测数据

选择合适的一天，利用2台南方银河GNSS接收机组成RTK进行中桩放样测量，具体的观测数据与设计数据进行对比分析，仪器使用及观测条件都在最佳状态下操作。根据道路放样测量技术规程要求，最弱点位中误差和最弱边相对中误差都达到精度指标(见表1)。

表1 RTK观测数据和设计数据比较分析

通过分析GNSS RTK测量的坐标与道路设计数据分析，可以得出相对误差最大30 mm，最小4 mm，最大误差X方向30 mm，Y方向误差为27 mm，距离差值最大32 mm。根据实地分析发现，K5+800中桩位置离基准站以及控制点的相对位置最远。

2.2 CORS观测数据

利用南方CORS系统以及全站仪对中桩进行放样并进行逐点观测，并且保存观测成果。观测完毕进行数据传输和内业数据整理。南方CORS观测成果以及全站仪观测成果分别与设计数据结果进行比较。具体结果如表2，表3所示。

表2 CORS观测数据和设计数据比较分析

表3 全站仪观测数据和设计数据比较分析

三种观测方法距离差值分析见图4。

通过分析CORS测量的坐标与道路设计数据分析，可以得出相对误差最大20 mm，最小2 mm，最大误差X方向20 mm，Y方向12 mm，距离差值最大22 mm。通过分析全站仪测量的坐标与道路设计数据分析，可以得出相对误差最大11 mm，最小1 mm，最大误差X方向13 mm，Y方向11 mm，距离差值最大15 mm。

3 结语

1)本文主要利用南方单基站CORS对线路中桩点位进行放样测量，分析了三种方案测量坐标的精度，以此来检验南方单基站CORS系统的测量精度，稳定性，可靠性。经过检验结果可以得出南方单基站CORS系统稳定，操作简单，精度高，扩大了作业范围。2)南方单基站CORS在线路测量中的应用能够弥补全站仪的多次搬站以及RTK观测基站、移动站架设的麻烦。3)本文只是选取了部分线路进行试验分析，难以得出确定性的哪一种方法在施工过程中精度最高，在线路工程测量中可以多种方法联合使用。

[1] 刘经南,刘 晖.连续运行卫星定位服务系统——城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报(信息科学版),2003(6):259-264.

[2] 朱建荣,党仁民,王雪平.GPSRTK在供水管线测量中的应用研究[J].矿山测量,2013(4):16-18.

[3] 秦海涛,何宇翔,万 勇.GPSRTK在高速公路工程测量中的应用[J].公路与汽运,2009(5):110-112.

[4] 黄照贵,王 劲,林 玉.GPSRTK技术在地籍地形测量工作中的作用探索[J].资源信息与工程,2016(12):123-124.

[5] 杨 光.基于CORS平台的三维坐标在线转换系统[J].测绘通报,2008(11):11-13.

[6] 靳合波,吴学超,袁兴明.南方单基站CORS在校内控制测量中的应用[J].山东理工大学学报,2014(3):46-49.

[7] 董治方.GNSSRTK在农村土地所有权调查中的运用与分析[J].测绘与空间地理信息,2014(5):137-139.

[8] 施 克,雷海林,陈永生,等.GNSSRTK建立等级控制点精度分析[J].导航定位学报,2015(12):106-109.

Application of single base station CORS in South China in line survey

Sun Guoqing1Peng Lei2Yuan Xingming3

(1.Zibo Jingwei Survey and Design Co., Ltd, Zibo 255000, China; 2.Shandong in the Extension of Geographic Mapping Technology Co., Ltd, Linyi 276000, China; 3.Shandong Vocational College of Industry, Zibo 256414, China)

In this paper, according to the construction characteristics of line engineering survey, the basic principle of CORS technology, the observation process and accuracy analysis are analyzed. By comparing the advantages and disadvantages of the traditional measurement technology, it can be concluded that the combination of CORS system measurement and traditional measurement technology can improve the work efficiency greatly.

CORS, line measurement, observation data, error

1009-6825(2017)12-0210-02

2017-02-18

孙国庆(1984- )，男，助理工程师

P228.4

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