CORS技术在山区地形测量中的应用

魏同周

（华北地质勘查局五一九大队，河北 保定 071000）

GPS技术的快速发展与日益普及，促使其在传统地形测量中的地位日益凸显。而CORS系统（利用多基站网络RTK技术所建立的连续运行卫星定位综合服务系统）亦伴随这样一种趋势，成为世界诸多城市GPS应用的热点。究其原因在于CORS技术仅依靠保存完好的、一定数量的基准点就可以完成地形点坐标的解算，既不需要频繁的搬站，亦不需要考虑部分传统测绘方法对结果精度的影响[1]。CORS技术的存在从根本上提升了地形测量的效率和质量。但是就山区地形测量而言，由于CORS技术在信号等方面的局限性，却为测量过程带来了高难度的挑战，本文中，笔者将以河北省涞源为例，就该问题的破解之道进行阐释。

1 系统简述

基准站网、数据处理中心及传输系统、用户应用系统是构成CORS系统的四个关键性要素。

名称 构成要素（或主要定位） 功能说明基准站网 分布均匀的基准站GPS卫星观测数据的采集、传输；为CORS系统提供完整的检测服务。数据处理中心 CORS系统控制中心接收基准站采集的数据、并进行相应的处理；根据多个基准站差分定位用户数据，并形成一定格式的、能够分发给用户的数据文件。数据传输系统 硬件设备、软件控制通过光纤专线，将各基准站采集的数据传输至监控分析中心。用户应用系统用户信息接收、网络PTK定位、快速精密定位、自主式导航监控定位根据用户应用精度的不同，可以分为测绘与工程用户、车辆导航与定位用户等几种常见的类别；根据应用解算精度的不同，用户应用系统的子系统还可分为毫米级、厘米级、分米级、米级等多个级别的用户系统。

2 CORS技术在山区地形测绘中的应用

（1）被测山区基本情况调查及分析。河北省涞源县在河北省保定的西北部，太行山北端，意取涞水源头。总面积约2431.18平方公里。东北距北京160公里，东距天津210公里，东南距保定89公里。涞源县属全山区县，境内群山起伏，沟谷纵横，海拔1000米以上的山峰78座，1500米以上的山峰32座，2000米以上的山峰5座，尤其是位于县中南部的白石山，海拔2096米，最为雄伟壮观。整个地势西北高，东南低[2]。全县总面积2431.18平方公里，辖17个乡镇，285个行政村，平均海拔1000米左右。

（2）控制网布设。随着山区建设速度的加快，一级二级导线点被破坏的程度较重，而通过现场勘查，距离测区位置最近的一组导线点同测区的直线距离也超过20公里，所以笔者分析，河北省涞源县山区地形测量的现场以CORS系统布设的图根控制点为佳。但鉴于山区所有高大宽阔的林木覆盖，因此GPRS信号不佳，无法保持固定的状态进行坐标点定位。因此，笔者为确保山区地形测绘的顺利进行，采用一加一法，并采用七参数法进行解算。

步骤一：GPS控制点校验。使用一台GPS对比已有的测量结果和PTK测量结果，以当地GPS控制点为例进行采样分析，其结果显示，高程误差小于3cm，横纵坐标误差小于2cm，充分说明所选择的当地GPS控制点校验成功。步骤二：控制点布局。由此台CPS在测区布置A～E五个控制点，其中A、E控制点位于被测区域地形较为平缓的地方，其余三个控制点则布置在被测区域山峰顶端，五个控制点两两间可以实现电磁波通视。步骤三：架设基站。以E为基准站，选择地形空旷的位置进行基站的架设。在避免大面积水域、高压线的前提下，尽可能保证架设为被测区域中心，且处在测点较高的位置。步骤四：一加一测量。用两台GPS，一台固定在E点、作为基站，一台设置成UHF外挂电台模式，起流动站的作用。步骤五：设置GPS坐标系统。参照椭球和目标椭球分别设置成WGS-84、地方坐标系；将内置网络PTK的电文格式设置为CMR；待完成后，便实现对GPS一加一的硬件的搭建。

（3）参数设定。该步骤需要选择七参数法和高程拟合，其主要优点主要体现在这样几个方面：首先，其适用于已知点覆盖范围内的任何区域，并且能够保持GPS测量的精度；其次，基准站可以架设在任意已知点，这便为基站的建立与选择提供了较大空间；再次，测量精度稳定且高；最后，作业距离长（即便15KM的长距离作业，其测量结果也拥有极高的精度）。另一方面，七参数求解法本身可以通过软件结算和点校验法来实现，尤其后者属于经典的转换参数式的求解方法。

（4）碎部测量。步骤一：准备两台GPS仪器，一台用作基准站、一台由两人一组操作、作为流动站使用。步骤二：测量人员首先按照图根控制点的设计要求进行路线设计，然后进行碎部点的采集。步骤三：在进行一加一数据采集时，测量人员需要与在CORS下设置的A-E已知控制点进行联合测定校对。

此时PTK测量结果与已知数据差距较小，高程校差最大值小于3cm，坐标校差最大值小于2cm——该精度完全满足《工程测量规范》中所列的各项指示要求。

（5）数据整理。测量人员在完成外业数据采集后，需要在当天将所测量到的数据传输至电脑，并按照相关标准对每个控制点进行两遍联测（两遍时间隔至少保持在一分钟，两遍坐标误差不超过2cm，高程误差不超过3cm），然后进行取中计算法得到最终PTK控制点的坐标与高程。该项工作进行时，需要同步使用软件Active Sync4.1，链接电脑和GPS手薄，进行数据传输。

（6）CASS测图。步骤一：PTK采集和记录控制点的相关数据，在电脑中按照相应的格式导入到南方CASS（成图软件）中，生成dat（必要）格式的数据，保证控制点展绘工作的完成。步骤二：测绘人员在CASS上以全站仪采点站绘的方式进行碎部测量，利用外业辅助进行草图绘制、图形编辑，进而形成DWG格式的数字地图。再次，数字地图成形后，需要进入测区进行抽样检测。测量人员通过安置在E处（作为基准点）的全站仪，通过PTK在一加一方法下测得四面上明显地物、地貌的高程和平面坐标，并与涂上对应点位进行比较。比较结果显示，点位符合度较高，已达到既定的规范要求。步骤四：测绘人员需要对地物、地形点位进行最后的查漏补缺，要针对地物坐标及地形图进行合理的调整、修正与完善。

3 结论

此次河北省涞源县地形测量工作，充分证明了CORS系统下进行一加一方法进行地形测绘，能够有效应对该项技术在山区地形测量工作中所呈现出的困难与瓶颈。山区或其它未能实现GPRS网络信号全覆盖、GPRS信号不佳的地区，都适用此方法。同时，随着CORS技术的日益成熟，其在山区地形测量工作中将会得到更为广泛的应用，除却一加一之外的各类方法，已将被更多学者和专家提出、实践和验证。

[1]许洲．浅析CORS技术在山区地形数字测图中的应用[J]．建筑知识：学术刊，2013：503．

[2]张剑威．CORS技术在地形测量中的应用与分析[J],城市地理，2014(16)：34-35．