CORS在電力設(shè)計(jì)工程測量的應(yīng)用

蘇詩培

（福建永福工程顧問有限公司　福建　福州　350108）

CORS在電力設(shè)計(jì)工程測量的應(yīng)用

蘇詩培

（福建永福工程顧問有限公司福建福州350108）

伴隨改革開放程度的不斷加深，我國在諸多方面均取得了相應(yīng)的發(fā)展成績，而其中又以電力事業(yè)的發(fā)展速度最為顯著。從當(dāng)前來看，電力工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其工作任務(wù)也變得較為繁重，并且目前對安全水平也提出更高的要求，這便需要電力工程勘測應(yīng)具有更良好的測量技術(shù)及方法，以不斷提升自身工作效率。在電力工程建設(shè)過程中，電力工程測量是一項(xiàng)至關(guān)重要的內(nèi)容，電力工程伴隨測量設(shè)備及其手段的不斷完善，其效率也得到了相應(yīng)的提升。本文將通過相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述電力設(shè)計(jì)工程測量中CORS技術(shù)的應(yīng)用，力求為相關(guān)工作者日后從事此方面研究提供一定的參考價(jià)值。

CORS；電力設(shè)計(jì)；工程測量；應(yīng)用

CORS即連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)，它是GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)，主要集成了無線通信、GNSS導(dǎo)航定位、測繪以及計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)，并提供動(dòng)態(tài)連續(xù)空間框架以及移動(dòng)定位等空間方位信息的服務(wù)。CORS是建立與維持相關(guān)地區(qū)高精準(zhǔn)度靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)地心三維坐標(biāo)參考框架基礎(chǔ)設(shè)施，能夠提供給用戶導(dǎo)航、授時(shí)、定位、測向、測速、測量氣象參數(shù)、測形變等服務(wù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到水利、測繪、地震、氣象、交通、國土資源、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、消防、公安、城市規(guī)劃等諸多單位部門，以此滿足交通管理、氣象預(yù)報(bào)、工程測量、基礎(chǔ)測繪、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測、精細(xì)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域信息化建設(shè)的需要。同時(shí)，還能夠?yàn)檎芾聿块T及決策部門提供及時(shí)、可靠的動(dòng)態(tài)信息，不斷提升城市管理水平及其應(yīng)變水平，最終推動(dòng)空間定位技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化和社會(huì)化的進(jìn)程。

1　CORS技術(shù)的基本原理

1.1關(guān)于CORS的概念

從當(dāng)前來看，我國對于CORS仍沒有一個(gè)統(tǒng)一性的概念，按照當(dāng)前建設(shè)、運(yùn)行模式及其功能暫時(shí)下了這樣的定義：

可以將連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)即CORS，定位成一個(gè)或者多個(gè)連續(xù)運(yùn)行且固定的GPS參考站，應(yīng)用數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)向不同需求、不同層次以及不同類型的用戶自動(dòng)提供已經(jīng)經(jīng)檢驗(yàn)完畢的不同類型GPS觀測值、各種狀態(tài)、改正數(shù)信息及其相關(guān)服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。CORS集計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RTK技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及GPS主板技術(shù)于一身，成為當(dāng)前GPS測量技術(shù)的主要發(fā)展方向，它解決了傳統(tǒng)RTK的諸多問題，推動(dòng)了GPS在測量及其行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用。

1.2CORS基本結(jié)構(gòu)

一般來說，CORS都是由參考站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心以及用戶應(yīng)用子系統(tǒng)構(gòu)成。其中參考站子系統(tǒng)是由多個(gè)分布合理且連續(xù)運(yùn)行的參考站構(gòu)成，它是CORS的數(shù)據(jù)源，主要應(yīng)用在獲取、跟蹤、記錄及傳輸衛(wèi)星信號；數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)主要包含參考站和數(shù)據(jù)中心通信系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)中心和用戶通信系統(tǒng)，通信方法可以使用無線網(wǎng)絡(luò)或者有線網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)中心作為CORS的大腦，它是系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行以及持續(xù)不斷提供定位服務(wù)的保障，此子系統(tǒng)具體分成用戶管理中心以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心兩大部分，通常由網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、服務(wù)器、電源設(shè)備、工作站、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄設(shè)備以及系統(tǒng)安全設(shè)備構(gòu)成，主要進(jìn)行參考數(shù)據(jù)的接收，并對數(shù)據(jù)實(shí)施分析、計(jì)算、處理、貯存及監(jiān)控，形成用戶需要的數(shù)據(jù)信息，不斷向用戶發(fā)出各種需要的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)針對用戶實(shí)施有效性管理；用戶應(yīng)用子系統(tǒng)主要包含用戶信息接收系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)RTK定位系統(tǒng)、事后及實(shí)時(shí)快速精密定位系統(tǒng)以及監(jiān)控定位系統(tǒng)和自主導(dǎo)航系統(tǒng)等等，按照用戶應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用精度可以具體分成米級用戶系統(tǒng)、亞米級用戶系統(tǒng)、分米級用戶系統(tǒng)以及厘米級用戶系統(tǒng)等等。

2　CORS技術(shù)在電力設(shè)計(jì)工程測量中的應(yīng)用

本工程以漳州格林-錦湖220kV線路作為試點(diǎn)，比例尺為1：2000，其中是以山地和丘陵為主的地形。充分結(jié)合工程項(xiàng)目技術(shù)規(guī)定，在實(shí)際實(shí)施過程中科學(xué)合理的利用CORS技術(shù)進(jìn)行像控點(diǎn)的測量，而且取得了良好的效果。像控點(diǎn)的精度要求是：平高控制點(diǎn)和平面控制點(diǎn)相對鄰近基礎(chǔ)控制點(diǎn)的平面位置中誤差不能大于圖上±0.1mm，也就是像控點(diǎn)對鄰近基礎(chǔ)控制點(diǎn)的平面位置中誤差不能大于±0.2m；平高控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)對鄰近基礎(chǔ)控制點(diǎn)的高程中誤差不能大于基本等高距的1/10，也就是說像片高程控制點(diǎn)對鄰近基礎(chǔ)控制點(diǎn)高程中的誤差平地不能大于± 0.1m，同時(shí)山地不能大于±0.2m。通過CORS技術(shù)來測量平面位置精度能夠達(dá)到±7cm，高程精度能夠達(dá)到±20cm，達(dá)到了像控點(diǎn)測量對于精準(zhǔn)度的規(guī)定值。

（1）為有效確保本線路工程的精準(zhǔn)度以及后期線路終勘定位的需要，一共設(shè)置了6處K點(diǎn)。應(yīng)用了4個(gè)福建省C（三）級控制點(diǎn)552P、553P、561P、562P進(jìn)行約束平差，使用南方公司所提供的平差處理軟件進(jìn)行計(jì)算之后，其二維約束平差之后的平面誤差分布于0.0049～0.016101之間，其相對誤差分布于1：9103～1：836515之間，并且精準(zhǔn)度達(dá)到了規(guī)范的要求。

（2）此實(shí)測地區(qū)的控制點(diǎn)使用的平面坐標(biāo)系統(tǒng)為1980西安坐標(biāo)系，它的中央子午線L0為117°00′，其高程系統(tǒng)為1985國家高程基準(zhǔn)。

（3）GPS網(wǎng)網(wǎng)型應(yīng)用了邊點(diǎn)混合連接式來連接，其中圖形為封閉的狀態(tài)。GPS網(wǎng)則由非同步獨(dú)立觀測邊形成閉合環(huán)。網(wǎng)圖具體參見圖1。

圖1　漳州格林-錦湖220kV線路工程的GPS網(wǎng)網(wǎng)圖

（4）在此次作業(yè)過程中，外業(yè)觀測時(shí)間段長度都超過了60min。

3　精度分析

為有效檢驗(yàn)CORS技術(shù)系統(tǒng)測量像控點(diǎn)的實(shí)際精度，應(yīng)該首先完成E級GPS網(wǎng)的靜態(tài)觀測，獲得JGK1～JGK6的坐標(biāo)和高程，同時(shí)通過CORS技術(shù)對JGK01～JGK06實(shí)施動(dòng)態(tài)測量工作，獲得6個(gè)K點(diǎn)測量值，并對E級GPS網(wǎng)靜態(tài)測量平差之后的高程與坐標(biāo)作出對比，從而經(jīng)驗(yàn)出其實(shí)際精準(zhǔn)度。

（1）平面精準(zhǔn)度的比較結(jié)果，參見表1。

表1　平面精度的比較結(jié)果

（2）高程精準(zhǔn)度的比較結(jié)果，參見表2。

表2　高程精準(zhǔn)度的比較結(jié)果

通過比較CORS測量的坐標(biāo)和E級GPS網(wǎng)坐標(biāo)，可以看出采用CORS技術(shù)測量達(dá)到了像控點(diǎn)測量對于精準(zhǔn)度的規(guī)定。由于在采用CORS技術(shù)進(jìn)行測量時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)控制中心各個(gè)參考點(diǎn)號的觀測數(shù)值，系統(tǒng)建立一個(gè)區(qū)域誤差模型，對空間點(diǎn)進(jìn)行定位，并且將誤差從觀測數(shù)據(jù)中消除，加上CORS系統(tǒng)提供載波相位差分改正信息，將多個(gè)參考點(diǎn)號的觀測資料進(jìn)行有效組合，最終求解，所以利用CORS技術(shù)進(jìn)行電力工程測量是可靠的。

4　CORS的發(fā)展

我國發(fā)展CORS技術(shù)已經(jīng)顯得越來越緊迫和必要，尤其是近年來，國內(nèi)諸多行業(yè)已相繼建立起專業(yè)性衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)，為更好的滿足建設(shè)國民經(jīng)濟(jì)信息化的要求，不少城市、行業(yè)正籌備建立相似的連續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正迎來建設(shè)高潮。我國一些省市應(yīng)初步建成或者正在建立類似的CORS系統(tǒng)。由于對其潛在功能的深度開發(fā)，在GPS大地測量方面的利用，并利用授權(quán)撥號登陸以及對外開放網(wǎng)絡(luò)使用權(quán)限，從而實(shí)現(xiàn)了用戶GPS高精度差分定位，獲得了良好收益。

針對當(dāng)前CORS存在的一些問題，部分地區(qū)提出了“服務(wù)當(dāng)前、面向未來可拓展型SOUTH-CORS”的應(yīng)對措施。SOUTHCORS提供了從單基站到多基站和多基站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整套應(yīng)對措施。在條件允許的基礎(chǔ)上，多個(gè)SOUTH-CORS單基站多增了中央控制器軟件。此種可拓展型方案能夠使不同用戶單位按照自身要求選用科學(xué)的應(yīng)對措施。

經(jīng)過全國各地區(qū)不斷建立CORS系統(tǒng)，部分區(qū)域CORS系統(tǒng)利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享CORS系統(tǒng)也勢必會(huì)服務(wù)范圍更廣的地區(qū)和用戶。

5　結(jié)語

總而言之，伴隨當(dāng)前電力企業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及數(shù)據(jù)采集工作在電力行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用的日趨廣泛，CORS技術(shù)系統(tǒng)作為一個(gè)連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的定位框架基準(zhǔn)，它也能夠?qū)崟r(shí)獲取高精準(zhǔn)度的空間數(shù)據(jù)以及重要地理特征的城市基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，CORS還能夠在城市區(qū)域當(dāng)中向諸多用戶同時(shí)提供高可靠性、高精準(zhǔn)度且實(shí)時(shí)的定位信息，這將會(huì)對采集及應(yīng)用電網(wǎng)基礎(chǔ)地理信息發(fā)揮深刻的影響作用。

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1673-0038（2015）39-0228-02

2015-9-7