探討CORS系統(tǒng)在城市工程測繪中的作用

徐四祥（佛山市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 佛山 528000）

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探討CORS系統(tǒng)在城市工程測繪中的作用

徐四祥（佛山市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 佛山 528000）

隨著信息時代的發(fā)展，城市建設(shè)也在向信息化方向邁進，在各項城市測繪工程中，GPS技術(shù)系統(tǒng)下新興的CORS系統(tǒng)開始顯露出巨大的優(yōu)越性，在城市工程建設(shè)中起到了相當重要的作用。本文對CORS系統(tǒng)的特點、多樣化的功能以及在城市建設(shè)中發(fā)揮的作用和存在的問題都進行了詳細的分析。

COPS系統(tǒng)；城市工程；信息化

1　CORS系統(tǒng)概述

CORS系統(tǒng)全稱 Continuously Operating Reference Stations，即連續(xù)運行參考站。這個系統(tǒng)包含五個部分：基準站網(wǎng)，數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用系統(tǒng)?；鶞收緸橛谰眯缘某掷m(xù)運行系統(tǒng)，在一定區(qū)域內(nèi)均勻分布，形成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，用來收集衛(wèi)星觀測到的數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與監(jiān)控分析中心聯(lián)系，再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)、電臺等將數(shù)據(jù)發(fā)布出來，用戶只需要一個終端就可接收實時或事后的高精度數(shù)據(jù)。而用戶的接收系統(tǒng)也依照功能和精度區(qū)別分為不同種類。圖1為CORS系統(tǒng)的工作原理。

圖1

CORS屬于GPS技術(shù)的一種，在當今科技高度發(fā)展的時代，GPS技術(shù)不斷取得突破，CORS即為其中非常重要的新發(fā)展。該系統(tǒng)結(jié)合了多種高科技技術(shù)諸如衛(wèi)星定位，數(shù)字通訊，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，比原本的GPS技術(shù)更為精密，應(yīng)用更廣泛，在操作上也由于單機作業(yè)而更加節(jié)省人力物力。具體來說：①CORS系統(tǒng)為一個一定范圍的區(qū)域提供了統(tǒng)一的測繪基準，以免不同行業(yè)間的坐標系統(tǒng)標準不一而產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差；②使用這一系統(tǒng)免去了架設(shè)參考站的步驟，單機作業(yè)有效節(jié)省了資源；并且，由于這一系統(tǒng)具有完善的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠平衡各項監(jiān)測誤差，又采用穩(wěn)定的數(shù)據(jù)鏈傳輸方式，能夠有效減少外界干擾，因而數(shù)據(jù)精度得到了有效保證。CORS系統(tǒng)極大地拓展了GPS的服務(wù)范圍，在如今的城市測量工程中起到了極為重要的作用。

CORS系統(tǒng)的主流技術(shù)分為三種：①虛擬基準站技術(shù)（圖2）；②主輔站技術(shù)（圖3）；③以及區(qū)域改正技術(shù)（圖4）。

2　CORS系統(tǒng)在城市測繪中的應(yīng)用

CORS系統(tǒng)本身的應(yīng)用范圍非常廣泛，在國外這項技術(shù)發(fā)展成熟，諸如美國，德國及英國等都建立了連續(xù)運行參考站系統(tǒng)，在監(jiān)測環(huán)境變化，地殼運動，氣象變化等方面廣泛投入使用，并能達到厘米級的精度水準。而在國內(nèi)，該系統(tǒng)目前仍處于發(fā)展階段，許多技術(shù)仍在探索中。我國深圳市第一個建立了CORS系統(tǒng)并投入應(yīng)用；四川省建立的CORS系統(tǒng)用途與日本相似，都是主要用來監(jiān)測地殼運動與地震災(zāi)害，并且通過進一步開發(fā)發(fā)展出了更多的用途：日本已經(jīng)建立起完整的服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，在預(yù)報地震的基礎(chǔ)功能上還開發(fā)了氣象、交通等方面的服務(wù)；而四川省自2013年起建設(shè)了四川省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航CORS站網(wǎng)，在大地測量方面起到了重要作用，其他的省市也逐步開始建設(shè)省、市級CORS系統(tǒng)開始作業(yè)。

圖2　CORS系統(tǒng)

圖3　主輔站的概念

圖4　區(qū)域改正技術(shù)原理

具體來講，CORS系統(tǒng)能在以下這些方面起到作用：

2.1控制測量

由于一般的控制測量對設(shè)備要求較高，需要點間通視，然而隨著快速的城市化發(fā)展，城市里的控制點經(jīng)常需要重新建設(shè)，這樣不僅增加基站建設(shè)成本，而且也會使測量精度更加不均勻，同時也造成了社會資源的浪費。而CORS系統(tǒng)內(nèi)的RTK技術(shù)精度極高，可達厘米級別，又能進行實時定位和數(shù)據(jù)測量，利用該系統(tǒng)形成永久基站控制點，這樣不僅能平衡各控制點的精度，也能節(jié)省資源提高系效率。

2.2地籍測量

地籍測量用來測定土地的權(quán)屬界線，位置，地形等，并且計算土地面積以及繪制地籍圖等。只要在開闊地帶，CORS系統(tǒng)能對土地的各個測量點進行實時測定，并能達到較高的精度且不易受外界影響，并且基本單人就能完成工作。圖5為我國貴陽市利用CORS系統(tǒng)進行地籍測量工作的示意圖。

2.3勘測定界

建設(shè)用地的勘測需要測定土地的界限范圍，土地面積，界樁位置等，這些數(shù)據(jù)是政府部門管理、審批土地時的重要依據(jù)。CORS系統(tǒng)在這方面的測量方法簡單，程序也較為簡便，尤其在公路、河道等線性地形的測量工作上非常有優(yōu)勢，不需要預(yù)設(shè)首級控制點，只要連接接收器進行放樣測量即可，極大縮短了耗費的工時。

圖5

2.4數(shù)字測圖

在城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)工程中，由于經(jīng)常需要用到不同比例的地形圖，所以要進行頻繁的地形測量。而通常的測量方法需要預(yù)先設(shè)置國家等級的加密控制網(wǎng)點，經(jīng)過一系列復(fù)雜的測量和計算后以符號繪制成。而CORS系統(tǒng)的新技術(shù)在測量方法上簡化許多，無需經(jīng)過預(yù)設(shè)控制點，只用流動站便可精確測量各項所需的坐標數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所得數(shù)據(jù)繪成地圖。這樣不僅操作難度降低，也大大提高了工作效率，節(jié)省了時間及人力物力。

2.5城市規(guī)劃

城市規(guī)劃的測量工作中有許多可以用到CORS系統(tǒng)的工作，比如道路，建筑物，規(guī)劃設(shè)施等的定位，以及所得數(shù)據(jù)的檢測等。操作時，只需將需要的參數(shù)設(shè)定輸入控制器即可，放樣方式靈活，對精度的控制也極為方便。在工程建設(shè)中，CORS系統(tǒng)也可以進行長期實時監(jiān)控。除此之外，還有諸多城市工作包括環(huán)境監(jiān)控，災(zāi)害預(yù)防，交通監(jiān)管，礦源勘測等，比如對災(zāi)害發(fā)生地的活動監(jiān)測，預(yù)報；氣象監(jiān)測，基礎(chǔ)測繪，對道路、房屋、橋梁之類建筑物的塌陷，扭曲，變形地監(jiān)測及分析，CORS系統(tǒng)都可以滿足這些需要高尖端現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)及管理要求的工作。例如，圖6為CORS系統(tǒng)在勝利油田井位測量中的應(yīng)用示意圖。

圖6　勝利油田井位測量工作圖

3　CORS系統(tǒng)的作用及意義

3.1適用范圍廣

CORS系統(tǒng)的性能多樣，可以根據(jù)不同領(lǐng)域需求進行各種工作，并且由于其操作簡單程序簡潔，在諸多的城市測繪工程中都占極大的優(yōu)勢，適用范圍極廣，除了城市基礎(chǔ)建設(shè)工程之外，該系統(tǒng)在商業(yè)領(lǐng)域也能發(fā)揮作用。例如：星唯信息科技就是用CORS系統(tǒng)技術(shù)建設(shè)了運輸車輛定位系統(tǒng)，這種高精度定位使得以往因車流量及密度過大而導(dǎo)致的定位難、調(diào)度難等問題迎刃而解。盡管我國目前對該系統(tǒng)的利用還達不到歐美國家那種普及程度，但這一系統(tǒng)具有極大的開發(fā)潛能，隨著不斷的開發(fā)研究，CORS系統(tǒng)必將能投入更廣闊范圍的使用。

3.2高精度，高效率

這一項技術(shù)對于城市測繪工作來說無疑是一種巨大的進步，它取代了傳統(tǒng)的測繪模式，代表著測繪技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。相較于之前的測繪技術(shù)，這套系統(tǒng)技術(shù)更為先進高端，使用價值極高?？梢匀旌虿婚g斷工作，同時也不易受外界因素干擾，因而數(shù)據(jù)精度更高，誤差更小，加之操作便利，獲取數(shù)據(jù)所需的時間也較短，大多數(shù)工作只需要一人即可完成，極大的提升了工作效率，同時也降低了工作強度和成本，節(jié)省了人力，物力，財力，社會資源等。

3.3促進城市的信息化建設(shè)

在未來的城市發(fā)展趨勢中，城市的信息化將會是必然的走向。CORS系統(tǒng)則會成為城市的信息化建設(shè)中重要的一部分。CORS系統(tǒng)的普及使用將會使GPS的系列高精度服務(wù)使用更為普遍，對城市空間信息，三維坐標，動態(tài)等的掌握有助于實現(xiàn)城市的數(shù)字化，促進城市的信息化建設(shè)。圖7為中標新疆CORS項目建設(shè)示意圖。

圖7

4　我國CORS系統(tǒng)建設(shè)中出現(xiàn)的問題

比起發(fā)達國家的成熟技術(shù)系統(tǒng)，我國的CORS系統(tǒng)建設(shè)仍處于探索、發(fā)展階段，在取得一些突破成果的同時，也存在著一些問題。

4.1缺乏國家統(tǒng)一建設(shè)規(guī)劃和規(guī)范標準

我國至今還未建立起國家層面上的CORS系統(tǒng)服務(wù)，各個已有的系統(tǒng)仍然處于各省、市自主建設(shè)自主試行的階段。因此，這一系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)劃和信息數(shù)據(jù)標準都只限于某區(qū)域內(nèi)部適用。不同的國家部門例如測繪局、地震局以及氣象局等都根據(jù)自身業(yè)務(wù)范圍不同而制定了特有的數(shù)據(jù)標準及其他技術(shù)參數(shù)和規(guī)格要求，甚至連數(shù)據(jù)傳輸方式也不相同，這樣一來這些CORS系統(tǒng)之間的信息數(shù)據(jù)就產(chǎn)生了差異，非常不利于統(tǒng)籌管理和區(qū)域間協(xié)作，對國家CORS系統(tǒng)的整體建設(shè)也很難產(chǎn)生促進作用。

4.2資源共享程度不足

由于缺乏統(tǒng)一的建設(shè)規(guī)劃和規(guī)范標準，各區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)都分別存在著信息差異，因此只能在區(qū)域內(nèi)部交流而無法實現(xiàn)跨區(qū)域的協(xié)作或數(shù)據(jù)傳輸。信息難以共享，各部門各區(qū)域之間也很難建立聯(lián)系，這樣的局面非常不利于資源整合利用，對CORS系統(tǒng)建設(shè)的整體水平也會產(chǎn)生不利影響。

4.3開發(fā)程度不夠，應(yīng)用范圍有限

CORS系統(tǒng)本身就如同寶庫，根據(jù)不同的工作需求能勝任多樣城市工程建設(shè)工作。而我國目前由于技術(shù)限制，實際應(yīng)用范圍遠不及其理論功能范圍，很多工作中還沒有投入實際應(yīng)用；再加上建設(shè)規(guī)劃不全面，技術(shù)推廣不足，在國家層面的重大建設(shè)工程中遠沒有發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。這一系統(tǒng)的巨大潛能仍待國家及各部門的挖掘和開發(fā)。

5　結(jié)語

作為國內(nèi)目前GPS技術(shù)系統(tǒng)下最新的發(fā)展成果，盡管仍處于發(fā)展探索階段，但CORS系統(tǒng)具有極好的發(fā)展前景。在城市建設(shè)逐步信息化的發(fā)展趨勢下，CORS系統(tǒng)憑借其高精度高效率的優(yōu)勢，可預(yù)見地將會成為省市發(fā)展建設(shè)中的重要部分，對城市工程測繪工作將會起到極大的幫助。而盡管目前國家對這一系統(tǒng)的開發(fā)利用程度尚且不足，實際應(yīng)用中也存在諸多問題，但隨著國家的建設(shè)投入，以及這項技術(shù)的不斷更新發(fā)展，系統(tǒng)不斷完善，未來CORS系統(tǒng)必然會發(fā)揮更多樣的作用，對城市發(fā)展產(chǎn)生更大的影響。

［1］郭澤明.論CORS系統(tǒng)在城市工程測繪中的應(yīng)用［J］.江西建材，2016，03： 249+253.

［2］陳楓.論CORS系統(tǒng)在城市工程測繪中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，17：7～8.

［3］馮鐘鳴，惠理軍.CORS在工程測量中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢［J］.中國水運（下半月），2010，04：79～80+97.

2016-6-1

F228.4

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2095-2066（2016）17-0074-03