HSCORS 在轨道交通控制网中的应用探讨

内蒙古交通职业技术学院 李媛婧

引言

CORS 内部涵盖卫星定位技术、计算机网络技术等多样化现代化技术工艺，作为新时代的产物，因为凸显出良好数据连接性以及极高稳定性等特点，可作为轨道交通区域框架的起算基准。在轨道交通控制网设计过程中，相关工作人员合理应用HSCORS 系统，一方面能够体现出设计精确性，另一方面也能够提升工作人员的设计效率与质量，减少企业前期设计投入量，更便于人员全程有效监管。在之前使用的轨道交通控制网络结构中，不能对WGS-84 进行精确性的获取，再加上较差观测效果，随着科学技术的不断进步，自然会受到社会行业人士的淘汰。

1 城市轨道交通GPS 控制网布设原则

随着经济等方面的不断发展，我国城市轨道交通运输行业迎来了飞速发展时期，站在当前激烈市场竞争环境下，为了能够做好城市轨道交通施工工作，在较长建设周期下，必然需要企业维持控制网处于较强稳定状态。面对首级GPS 控制网设置工作，工作人员应该确定好每一个点位，在进行点位布局过程中，必须要做到均匀性，确保接下来工作人员所使用的精密导线，能够做到适当的延伸，详细分析城市轨道交通GPS 控制网设置原则，可以结合以下几方面：第一，站在GPS 控制网内部情况下，工作人员需要保证有三到五个城市一二等控制点进行有效重合，维持内部均匀性的控制点设置位置。面对差异性的线路结构，当发现线路存在交叉等现象时，工作人员要求重合的位置点，此时可以适当缩减为两个以上；第二，工作人员顺着线路周边进行控制网设置处理，最佳设置位置就是隧道出入口或者车站周边等区域，如果需要设置在车辆段周围，那么工作人员需要把控好位置点设置数量，最合理是三到五个；第三，不管是哪一个部分存在的位置点，都应该要求做到长期保存的同时，也不能出现影响施工行为的现象。要求控制点周边比较宽阔，保持良好视野条件，站在15°高度视角下来看，严禁出现遮挡等问题。同时，像周边有着高压输电线或者是大规模水源等现场，也应该要与控制点保持适当的距离[1]。

2 GPS 控制网测量作业分析

针对我国某地区城市轨道交通项目，作为一项联系东西向的骨架线工程，共有23.2km，其中地下线19.3km，高架线3.9km，沿线共设车站19 座，其中地下站16 座，高架站3 座，换乘站5座。初步规划需要建设一座综合基地与停车场。为了能够做好该地区项目控制网规划设计工作，企业引导人员合理应用HSCORS，将CORS 系统站当作起算基准，能够保证在全面覆盖的基础上，也能够获取到高质量观测数据，在维持点为坐标信息更具稳定性的基础上，也能够减轻工作人员外业施工作业量。

2.1 测量作业技术要求执行情况

面对以上阐述的内容，本地区城市轨道交通控制网设计现场情况，在进行GPS 控制网外业观测过程中，企业一共准备了五台TrimbleR8(标称精度:3mm+0.1ppm)GPS 双频接收机，综合应用边连式和网连式布网方式，涵盖18 个施工观测位置点[2]，重复设站率为2.5，满足规范要求。全网由149 条GPS 独立基线构成，必要观测基线数为25 条，多余观测基线数为124 条，多余观测基线数占独立基线总数的83%。

2.2 数据处理

当工作人员完成一天观测任务后，及时汇总所有数据信息，在妥善保存以后，特别是一些重要的信息，也做出复制保存处理。应用计算机系统，及时将外业观测信息输入到系统当中，通过计算机系统性能，对所有数据实施分析与处理，整合全部原始观测信息，合理调整为RINEX 标准格式文件，特别是针对测站天线高等数据，工作人员及时做出了一系列的调整与修改。工作人员结合LGO 开展基线结算任务，GPS 控制网的平差计算采用武汉大学开发研制的商用软件科傻GPS 数据处理系统V5.20。当工作人员完成以上环节后，接下来详细做出了异步环闭合差、复测基线长度较差结果核查处理。面对基线反复核查误差结果与异步环闭合差相对闭合差最大值， 分别为12.2mm 与3.04ppm，基本符合行业标准。在工作人员完成一系列数据核查工作以后，其中分析重复基线较差，在整个重复基线较差中占据了83%的比重，异步环闭合差小于1ppm 的占总异步环闭合差的79%，从中可以看出，工作人员所设置的GPS 控制网测量网型，已经达到了严格精确性设计效果。工作人员研究GPS 控制网数据处理方式，注重采用不同起算基准:HSCORS、市C 级GPS 点对GPS 控制网的平差计算：首先，其中起算基准的选取，最好确定市C 级GPS 点，然后遵循现有计算公式，对GPS 控制网实施二维平差核查工作；同时，充分发挥HSCORS 信息价值，面对HSCORS 系统当中，工作人员提前确定了三个精度基准站点，对三天时间内对站点实施全方位的检查，综合期间收集的数据信息，联系之前原始数据，统一实施基线解散操作，构建一套完善的基线数据[3]。同时，以HSCORS 站点高精度的WGS－84 三维地心坐标作为起算基准对GPS 控制网进行三维无约束平差，提高解算精度和可靠性。

2.3 数据相关分析

采用两种不同起算基准:HSCORS、市C 级GPS 点平差计算结果精度对比详见表1、表2。

表1 二维平差最弱点点位中误差

表2 二维平差最弱边中误差

通过以上表格信息可以看出，针对GPS 控制网二维平差各项精度计算，相对比市C 级GPS 点起算平差精度，工作人员应用HSCORS 站更具使用优势。从中我们可以明确指出，在地区开展城市轨道交通控制网设计过程中，为了能够提高工作人员设计效率，减少期间较大设计误差，合理应用HSCORS 极为关键。工作人员分别应用了差异性起算基准平差计算，得到轨道交通首级GPS 控制网点坐标反算的边长分别与全站仪精密测距边长较差均能满足规范要求。与市C 级GPS 点计算形式[4]，工作人员通过HSCORS 站才能够获取到极高相对精度，正因为使用了HSCORS 站的相对精度，才能够确保控制网具有较强扩展效果。站在外业观测处理环节下加以研究，综合采取CORS 站起算操作，不会给工作人员带去较大任务量，但是如果工作人员实施城市C 级GPS 点起算，就会导致自身任务量明显提高。总之，适当增加CORS 站，能够降低城市C 级GPS 点引入程度的同时，也能够确保人员在快速处理效果下，获取到预期理想的控制望测量结果，这就表示HSCORS 在轨道交通控制网的应用价值。

3 基于HSCORS 建立轨道交通运输控制网络的措施

3.1 在HSCORS 模式下，建立全面的坐标框架

应用HSCORS 系统，工作人员能够确保期间所设置的所有基站，能够对海量信息进行全方位的收集与分析，在此期间，能够有效整合周边具有极高精确性特点的参考站，在做出妥善连接以后，就能够获取到WGS-84 坐标（或ITRFXX 帧坐标）。分析HSCORS 参考站部分，不管与哪一个网络点进行连接，都能够获取到极高精确性的控制网络坐标。HSCORS 模式下的轨道交通控制网络的基线转换模型和参数将更多更具体[5]。

3.2 建立用于控制轨道交通控制网络的稳定参考点

工作人员应用HSCORS，在开展城市轨道交通控制网设计过程中，能够有效建设对轨道交通控制网络进行控制的参考点，一方面能够以最短周期，实现控制网络更新与恢复，另一方面也能够做好现场测量工作，依靠较短测量间隔，有效减轻人员的工作任务量。

3.3 实现轨道交通控制网络的观测数据共享

详细研究HSCORS 模式的应用，在工作人员完成轨道交通控制网设计细节以后，像内部涵盖的所有基站等部分，都能够实现精确性的测试。工作人员深入研究期间所有的测试信息，对控制网络进行统一设置与安排，最为重要的是，也能够对HSCORS基站实现有效的整合与重组。除此之外，应用HSCORS 模式下的城市轨道交通运输网络，也能够迈向顺利延伸方向，对数据实现全程共享与传输[6]。

3.4 精度灵活选择定位模式

针对城市轨道交通控制网络内部，中间包括了D-Orbit 流量控制网络、RTK、VRS（网络RTK）和静态控制网络等多样化定位方式，而融合HSCORS 系统的价值，相关工作人员完全按照行业设计规范，在完成一系列设计任务以后，当达到精确性设计效果以后，相比较过去存在的定位方式，此时更能够凸显出灵活性选择的优势。同时，大批量静态定位处理，也能够通过交通控制网络加以实现[7]。

4 结论

简而言之，文章首先分析了轨道交通控制网结构内容，借助某地区交通控制网设计案例，对HSCORS 应用价值进行了具体说明。通过以上内容分析可以看出，应用HSCORS 开展轨道交通控制网设计工作后，首先，能够减少人员后期的维护力度与成本投入，然而借助融入的CORS，也能够帮助企业全面节约成本投入量，在最短时间内，高质量完成交通控制网络设计工作。同时，与城市轨道交通控制网有着直接联系的CORS，也能够提高控制网精确性，在全面覆盖信号的基础上，行业人士能够将其用作城市轨道交通基础控制点。最为关键的是，在前期GPS 控制网规划建设过程中，工作人员能够适当增加CORS 站，在减轻人员设计负担的同时，更是城市C 级GPS 点引入量得以有效控制的关键。