CORS系統(tǒng)在水利測(cè)繪中的運(yùn)用

李素強(qiáng)，李帥帥

（山東新匯建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東東營(yíng) 257000）

CORS系統(tǒng)在水利測(cè)繪中的運(yùn)用

李素強(qiáng)，李帥帥

（山東新匯建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東東營(yíng) 257000）

以宮家干渠測(cè)量工程的實(shí)際應(yīng)用情況為例，簡(jiǎn)要闡述了山東省CORS系統(tǒng)的原理及理論基礎(chǔ)，介紹了該系統(tǒng)在實(shí)際測(cè)繪行業(yè)中的運(yùn)用情況。

CORS系統(tǒng)；宮家干渠；網(wǎng)絡(luò)化；水利測(cè)繪

1 CORS系統(tǒng)

1.1 CORS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

CORS系統(tǒng)是在一個(gè)城市、地區(qū)或國(guó)家范圍內(nèi)，按照一定間距建立若干個(gè)連續(xù)運(yùn)行的衛(wèi)星永久跟蹤站（也稱為參考站），各個(gè)站通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心運(yùn)行專業(yè)的GNSS參考站網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件，可以對(duì)各個(gè)參考站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，完成數(shù)據(jù)采集、備份、處理及分析，最后通過(guò)Internet網(wǎng)、GPRS、CDMA等通訊方式向各行各業(yè)用戶提供基礎(chǔ)空間信息服務(wù)。

1.2 SDCORS系統(tǒng)

SDCORS系統(tǒng)由山東省國(guó)土資源廳和山東省氣象局合作建設(shè)，山東省國(guó)土測(cè)繪院具體組織實(shí)施。他以“共建共享”的方式，納入地市和行業(yè)新建CORS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在山東省境內(nèi)的定位服務(wù)。該項(xiàng)目于2007年正式啟動(dòng)，2010-09建成系統(tǒng)一期，11月底組成4個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，形成省市兩級(jí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同運(yùn)行的多中心有機(jī)整體。

2 CORS系統(tǒng)原理

CORS網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量能直接獲得WGS84大地坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，可以視為CGCS2000國(guó)家大地坐標(biāo)，區(qū)域獨(dú)立坐標(biāo)系可以由CORS系統(tǒng)轉(zhuǎn)換而來(lái)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期測(cè)試和應(yīng)用，SDCORS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RTK的測(cè)量結(jié)果能夠達(dá)到平面誤差＜3cm、高程誤差＜5cm的精度水平，可以在圖根測(cè)量、地形圖測(cè)繪、工程施工放樣、城市一、二級(jí)導(dǎo)線測(cè)量、像片控制測(cè)量、水位監(jiān)測(cè)等方面應(yīng)用，且平差所帶來(lái)的殘差小于相同比例尺測(cè)量規(guī)范要求的限定值，完全滿足施工測(cè)量精度要求。

CORS系統(tǒng)在全省范圍內(nèi)的普及，實(shí)現(xiàn)了全省測(cè)繪數(shù)據(jù)的完整統(tǒng)一，避免不同地區(qū)因坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的麻煩，節(jié)省了內(nèi)業(yè)處理時(shí)間，對(duì)基礎(chǔ)地理信息的采集與應(yīng)用體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

3 工程應(yīng)用實(shí)例

宮家灌區(qū)是東營(yíng)市黃河以北的中型引黃灌區(qū)，轄利津縣北宋鎮(zhèn)、利津鎮(zhèn)、明集鄉(xiāng)、南宋鎮(zhèn)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。1999—2003年，相關(guān)部門已對(duì)灌區(qū)內(nèi)干渠、分干渠、支渠等各級(jí)渠道進(jìn)行了疏挖治理，并對(duì)宮家干渠前19.94km的渠道進(jìn)行了襯砌。經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，灌區(qū)已建成的主要灌溉渠系包括宮家干渠、宮家西干渠、西分干、東分干及其配套建筑物，對(duì)利津縣西南部區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了很大的帶動(dòng)作用。本次以宮家西干渠為例，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明和對(duì)比分析。

3.1 測(cè)量步驟

1）在實(shí)施宮家干渠的外業(yè)測(cè)量前，先到測(cè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，收集測(cè)區(qū)資料，根據(jù)地形特點(diǎn)完成內(nèi)業(yè)的準(zhǔn)備工作；搜集電離層粒子濃度變化量和衛(wèi)星星歷變化情況，確保在外業(yè)作業(yè)期間信號(hào)暢通。

2）利用CORS系統(tǒng)獲取測(cè)區(qū)周圍高等級(jí)控制點(diǎn)BM1、BM2、BM3的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)，根據(jù)已掌握的高等級(jí)控制點(diǎn)和水準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差，使坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)符合當(dāng)?shù)氐莫?dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。

3）將平差數(shù)據(jù)通過(guò)TGO軟件導(dǎo)入到測(cè)量手薄內(nèi)，這樣每個(gè)手薄文件就會(huì)有區(qū)域獨(dú)立系統(tǒng)屬性。

4）事先設(shè)置好CORS測(cè)量形式，在設(shè)置過(guò)程中要仔細(xì)認(rèn)真，避免因小的失誤導(dǎo)致連接省網(wǎng)錯(cuò)誤，手薄通過(guò)藍(lán)牙連接手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，使手薄也具備網(wǎng)絡(luò)功能。

5）選擇宮家干渠測(cè)量文件，通過(guò)設(shè)置好的測(cè)量形式連接CORS系統(tǒng)，同時(shí)沿干渠走向埋設(shè)低等級(jí)的控制點(diǎn)LJ1、LJ2……LJ26，并測(cè)出其坐標(biāo)和高程，再與高等級(jí)控制點(diǎn)通過(guò)水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)。

6）平差數(shù)據(jù)滿足規(guī)范后對(duì)干渠開(kāi)展野外數(shù)據(jù)采集。

3.2 網(wǎng)絡(luò)RTK初始化條件

1）有效的觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥5顆；

2）衛(wèi)星高度截止角≥15°；

3）PDOP值≤6；

4）手簿控制器和手機(jī)、手簿控制器和GPS接收機(jī)及GPS接收機(jī)和網(wǎng)絡(luò)控制中心之間的連接要正確；

5）干渠沿線所埋設(shè)控制點(diǎn)不宜在隱蔽地帶、成片水域和強(qiáng)電磁波干擾源附近，避免多路徑效應(yīng)的影響；

初始化時(shí)問(wèn)題的處理：測(cè)區(qū)范圍內(nèi)如果長(zhǎng)時(shí)間不能獲得固定解，應(yīng)斷開(kāi)通訊連接，重啟GPS接收機(jī)再次進(jìn)行初始化操作。重試超過(guò)3次仍不能獲得初始化時(shí)應(yīng)取消本次測(cè)量，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)環(huán)境和通訊連接進(jìn)行分析?？蛇x擇附近觀測(cè)或通訊條件較好的位置重新進(jìn)行初始化操作

在宮家干渠測(cè)量前，要堅(jiān)持“首次固定不記錄，二次固定再記錄”。避免流動(dòng)站接收機(jī)首次鎖定衛(wèi)星獲得初始化后，獲得錯(cuò)誤的整周模糊度，影響測(cè)量結(jié)果。

4 高程精度分析

水利工程中，斷面的位置要求不需很準(zhǔn)確，而高程的精度則比較重要。對(duì)宮家干渠沿線埋設(shè)的控制點(diǎn)使用CORS系統(tǒng)平差后得到的RTK高程與四等水準(zhǔn)高程作一比較，如表1示。

表1 RTK高程與四等水準(zhǔn)高程比較表m

可以看出，使用SDCORS系統(tǒng)得到的RTK高程與四等水準(zhǔn)高程之間較差最大的為32.84mm，該精度完全能滿足《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》中關(guān)于最后一次加密的高程控制點(diǎn)較差要求。

5 結(jié)語(yǔ)

CORS系統(tǒng)可以降低作業(yè)條件要求，不再受基站信號(hào)的制約，方便對(duì)作業(yè)區(qū)的統(tǒng)一調(diào)度部署。只要有網(wǎng)絡(luò)輻射到的地方就可以開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量，快速高效，數(shù)據(jù)安全可靠，沒(méi)有誤差積累，避免過(guò)去因?yàn)槠鹗伎刂泣c(diǎn)的錯(cuò)誤而導(dǎo)致的人力物力浪費(fèi)。

測(cè)量數(shù)據(jù)的精度水平在全省范圍內(nèi)大致均勻，和離基站距離的遠(yuǎn)近沒(méi)有明顯的相關(guān)性，大大降低了水利工程因?yàn)閰^(qū)域范圍比較分散造成的繁瑣的平差操作。

隨著我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的完善和普及，測(cè)量?jī)x器將會(huì)兼容北斗衛(wèi)星信號(hào)，以更好地滿足中國(guó)市場(chǎng)的需求，山東省CORS系統(tǒng)的發(fā)展將逐步完善，應(yīng)用也更加廣泛。

[1]山東省國(guó)土測(cè)繪院.山東省CORS流動(dòng)站接收機(jī)接入操作說(shuō)明,2011年.

[2]柳浩.CORS系統(tǒng)在地方獨(dú)立坐標(biāo)系中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2011(26).

（責(zé)任編輯崔春梅）

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1009-6159（2014）-01-0016-02

2013-10-11

李素強(qiáng)（1989—），男，助理工程師