CORS工程應用及精度分析

王茹 董彥鋒 金儉儉 徐錄鑄 王維宇 李玉寶

摘 要：連續(xù)運行參考系統(tǒng)（CORS）技術(shù)以其科技含量高、操作簡便、全天候、覆蓋率廣等優(yōu)點，廣泛應用于測圖、放樣等各種工程測量中。由于CORS技術(shù)是獨立地測量各點坐標，而在很多場合更關(guān)注點間相對關(guān)系如何，因此其相對精度還需進一步驗證。本文以東南大學成賢學院校園控制網(wǎng)測量為例，通過直接測量和CORS實時定位等不同方法測量結(jié)果的比較、對其精度進行具體分析，取得一些有益的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：CORS；精度分析；校園控制網(wǎng)

0 引言

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，CORS技術(shù)已在與空間位置服務相關(guān)的行業(yè)中得到了廣泛的應用，特別是在測繪領(lǐng)域。CORS技術(shù)的應用使作業(yè)效率得到了極大的提高，而基于CORS系統(tǒng)進行實時觀測的精度問題一直是測量界關(guān)注和值得討論的課題。本文通過在東南大學成賢校區(qū)布測校園控制網(wǎng)的專業(yè)生產(chǎn)實踐，具體討論CORS實時測量的精度問題。

1 CORS精度影響因素簡要分析

對于CORS的精度問題，其誤差按系統(tǒng)構(gòu)成可分為與衛(wèi)星相關(guān)的誤差、與信號傳播相關(guān)的誤差、與接收機相關(guān)的誤差；根據(jù)誤差規(guī)律來劃分，可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差雖然存在且影響較大，但可以采用一些技術(shù)、方法消除或者減弱，比如星歷誤差、鐘差、電離層影響、對流層影響等，可以采用差分的技術(shù)進行消除。偶然誤差則可以通過一些措施進行消弱，比如合理選擇觀測時段、多測回觀測、粗差定位刪除、成果篩選、避開大面積水域等多路徑效應強烈地區(qū)等方法，以最大程度減小偶然誤差的影響，或者通過大量觀測數(shù)據(jù)利用數(shù)學建模的現(xiàn)代誤差數(shù)據(jù)處理的方法消弱偶然誤差。

2 工程實例

東南大學成賢學院位于南京市浦口區(qū)，學院占地1200畝。鑒于東南大學成賢學院校區(qū)在此之前沒有測量控制點，由于數(shù)字化校園建設以及測繪類課程實踐實習的需要，急需要建立精度匹配的校園平面和高程控制網(wǎng)。我們SRTP小組承擔了這個項目。經(jīng)過技術(shù)設計、實地選點、埋點后，分別進行了城市一級導線（如圖1所示）和CORS實時定位兩種方法進行平面控制測量的工作。除了解決校園控制網(wǎng)的測量問題、還包括了對CORS系統(tǒng)定位精度的研究的因素。

導線測量中，角度觀測采用按左、右角觀測的方法，即每測站第一測回觀測左角，第二測回觀測右角；距離采用電磁波測距的方法。同時采用“約束三段法”的方法檢測該儀器加常數(shù)C，經(jīng)過多次操作最后取C值為+0.023m。左、右角觀測法可以檢測每測站的觀測成果質(zhì)量，?≤±10″，根據(jù)手簿記錄數(shù)據(jù)也可計算出測角中誤差：其中，TI39-TI40-GE12-GE11-TI38-TI39閉合環(huán)的角度閉合差為+3″≤±22″，坐標閉合差?X=+0.0199m，?Y=+0.0456m，全長相對閉合差為；另一GE12-TI35-TI36-TI37-GE11-GE12閉合環(huán)的角度閉合差為+16″≤±20″，坐標閉合差?X=+0.0028m，?Y=-0.0159m。由以上計算結(jié)果表明，全站儀測量數(shù)據(jù)均在誤差允許范圍內(nèi)，是合格數(shù)據(jù)。

之后利用CORS系統(tǒng)在不同的時間段多測回實時觀測了這些導線點的坐標，以利于對該方法測量的精度以及穩(wěn)定性等進行分析研究。全站儀為Ⅱ級、J2型儀器、直接多測回觀測的數(shù)據(jù)的精度高、可靠性強，遠優(yōu)于CORS系統(tǒng)定位的精度。經(jīng)過分析對比這兩種方法獲得的數(shù)據(jù)，簡要分析CORS實時測量的精度問題。換言之，通過對網(wǎng)絡CORS實測校園控制點利用全站儀實施邊角測量進行檢驗，將CORS測量坐標反算邊長和夾角，與全站儀測量邊角進行對比。

如CORS實時觀測TI40號點時不同時間觀測段（4個時間段觀測）的數(shù)據(jù)之間相差較大，變換各種組合都不能得出合理的坐標值。具體分析這種現(xiàn)象的原因，包括考慮到該測站周邊的地形因素、樹木遮擋等不利的環(huán)境因素比較明顯，使得信號傳輸過程中會受到這些外界因素的影響，導致數(shù)據(jù)誤差無規(guī)律的跳變。另外TI40點位的高程與其他點相差較大，在利用全站儀進行水平角觀測時，瞄準目標時垂直角過大，由于儀器三軸誤差的存在也會導致觀測讀數(shù)受到一定的影響。這些問題也與TI40號點比較的數(shù)據(jù)的差異有一定的關(guān)系。處理方案：利用TI39、GE12點的坐標以及全站儀的觀測數(shù)據(jù)進行距離交會來確定出TI40點的坐標，與導線計算中坐標的遞推道理一致。

3 總結(jié)

整體分析該次實習的數(shù)據(jù)，可知CORS實時觀測數(shù)據(jù)的精度在城市一級導線和圖根導線之間的精度是沒有問題的，還要注意定位天線（測量桿）整置的正確性和垂直程度，建議最好采用三腳架整置天線的方法，如要求精度還要高時，必須在不同時時間段多測回觀測取中數(shù)并進行有效的檢核。CORS實時測量具有不可多得的優(yōu)點與便捷之處：網(wǎng)絡RTK操作簡便，克服了全站儀設站、換站頻繁、受通視條件限制等因素，效率相對較高，同時需要的工作人員少、測量速度快。CORS測量實時性強、操作直觀，通過電子手簿可以實時顯示坐標位置，避免了經(jīng)緯儀、全站儀在測量、放樣過程中的記錄、計算環(huán)節(jié)。同時，CORS實時測量也具有不可避免的限制因素：衛(wèi)星信號易受遮擋物影響，當周邊有高大樹木、大型建筑物遮擋時，衛(wèi)星信號會受到不同程度的影響，另外通訊信號本身的優(yōu)劣也會影響數(shù)據(jù)的精度。對于相對精度要求高的控制點，測量時需結(jié)合全站儀進行邊角檢驗和擬合，但遇到本文中類似的TI40點的的情況時，可以根據(jù)全站儀實測數(shù)據(jù)進行交會來確定其坐標。

CORS實時測量技術(shù)的發(fā)展涉及到衛(wèi)星技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理等多個領(lǐng)域，其廣闊的發(fā)展前景在綜合研究、建設與改進中會越來越標準化、規(guī)模化、高精度化，也希望本文能夠多少給讀者一些啟發(fā)與幫助。

參考文獻

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