公路測量中基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)探討

江元盛

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)有了進(jìn)一步的發(fā)展，交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)迎來的巨大的發(fā)展機(jī)遇和現(xiàn)實挑戰(zhàn)。多種測量技術(shù)的應(yīng)用有效提升了工程測量的準(zhǔn)確性，對于公路工程的建設(shè)提供了有力的數(shù)據(jù)信息支持，保證了工程建設(shè)的準(zhǔn)確性與合理性?，F(xiàn)階段，基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)在眾多公路工程施工測量中得以應(yīng)用，這種技術(shù)模式突破了傳統(tǒng)GPS測量范圍較小、操作復(fù)雜、精度有限等不利條件，將公路工程測量水平提升到了新的高度，獲得了行業(yè)的普遍認(rèn)可。本文在闡述基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)基本原理與功能的基礎(chǔ)上，通過公路工程實例對測量效果進(jìn)行了驗證，旨在提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：公路；CORS；GPS；測量技術(shù)

1 基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)

1.1 基于CORS的高精度GPS工作原理

基于CORS的高精度GPS技術(shù)是對傳統(tǒng)GPS工程測量計算的改良，該技術(shù)一個相對更為廣大的工程測量覆蓋范圍內(nèi)設(shè)置多個GPS參考站，這些GPS參考站為永久性持續(xù)工作。工程測量區(qū)域內(nèi)設(shè)置的GPS參考站共同構(gòu)成工程測量參考網(wǎng)絡(luò)，參考站按照測量預(yù)設(shè)值進(jìn)行采樣測量，測量結(jié)果通過系統(tǒng)通信功能傳輸給CORS集控中心，集控中心對采樣測量結(jié)果進(jìn)行分析處理。這種采樣測量結(jié)果處理是動態(tài)化的，能夠?qū)崟r計算數(shù)據(jù)結(jié)果，進(jìn)行相應(yīng)的測量質(zhì)量分析，從而獲得GPS工程測量參考網(wǎng)絡(luò)誤差修正模型。誤差修正模型的處理結(jié)果通過系統(tǒng)通信功能傳輸回GPS測量端向測量人員提供修正后的測量數(shù)據(jù)。公路工程測量人員的實際工作過程僅需一部GPS接收機(jī)，便可實時動態(tài)化的獲取更為準(zhǔn)確的測量結(jié)果?；贑ORS的高精度GPS工程測量技術(shù)主要包括以下幾種：虛擬參考站技術(shù)、主輔站技術(shù)、區(qū)域改正參數(shù)技術(shù)和綜合誤差內(nèi)插法技術(shù)等。

1.2 CORS系統(tǒng)組成

一個完整的CORS工程測量系統(tǒng)，由多個分部子系統(tǒng)構(gòu)成，分部子系統(tǒng)間通過數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)連接，形成針對工程測量區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)，為GPS工程測量提供數(shù)據(jù)信息支持。當(dāng)前公路工程測量中應(yīng)用的CORS系統(tǒng)通常由參考站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)和用戶應(yīng)用子系統(tǒng)四部分組成。

1.3 CORS系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

CORS系統(tǒng)在工程測量中的應(yīng)用，實現(xiàn)了工程測量資源與流程的整合，將工程測繪轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€聯(lián)系更為緊密的整體，改變了傳統(tǒng)的GPS、RTK系統(tǒng)工程測量過程中的信息壁壘，有效提升了工程測繪效率與精度。CORS系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）CORS系統(tǒng)的應(yīng)用為工程測繪提供了范圍更廣的測繪基準(zhǔn)，能實現(xiàn)多種行業(yè)、不同部門間的工程測量坐標(biāo)與信息的一致性，解決了工程測繪結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差異問題，GPS工程測量技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣；（2）通過連續(xù)基站的架設(shè)，CORS系統(tǒng)實現(xiàn)了永久性全天候觀測采樣，工程測量人員能夠隨時獲取工程測量信息，提升了系統(tǒng)使用的便捷性，提高了工作效率；（3）CORS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控與處理能力更強，能夠?qū)討B(tài)化數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理，有效控制工程測量誤差，提升測量定位結(jié)果的可靠性與精確度；（4）由GPS參考站構(gòu)成的工程測量參考網(wǎng)絡(luò)，使得工程測量人員不必自行假設(shè)參考站，通過一部GPS設(shè)備便可完成工程測繪作業(yè)，測量成本較低；（5）工程測量信息傳遞效率更高，系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享與調(diào)用，便于工程測繪人員的遠(yuǎn)程使用。

2 公路工程測量實例分析

2.1 工程概況

某高速公路工程穿越山區(qū)，施工區(qū)域主要為山地地形，地形復(fù)雜、山嶺隧道多，工程測量中的相應(yīng)數(shù)據(jù)信息量較大，該公路為高等級公路工程測量精確度要求較高。目標(biāo)工程測量區(qū)域位于CORS區(qū)域站覆蓋范圍內(nèi)，先采用基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)進(jìn)行公路工程測量。

測量環(huán)節(jié)中，相關(guān)位置點位于基準(zhǔn)站組成的最大多邊形中，工作站持續(xù)工作進(jìn)行不間斷采樣測量。根據(jù)工程測量的實際需求，將單日測繪數(shù)據(jù)按照每段3h劃分為8個時間區(qū)間。CORS系統(tǒng)工程測量數(shù)據(jù)的計算以3-4d的測繪匯總結(jié)果為計算對象。數(shù)據(jù)處理使用GAMIT/GLOBK軟件來進(jìn)行處理，該軟件為國際通用的大型高精度GPS數(shù)據(jù)處理軟件。

2.2 測量結(jié)果分析

應(yīng)用上述公路工程測量方案對本工程進(jìn)行測繪，得到的具體結(jié)果見下表1、表2。

根據(jù)上述公路工程測量結(jié)果可知，應(yīng)用基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)獲得了精度較高的測量結(jié)果，水平分量精度達(dá)到2cm以內(nèi)，同時高程分量精度也為2cm左右。通過相應(yīng)未知點的坐標(biāo)分量平均值的比較可知，工程測量區(qū)域不同位置的精度水平大致相同，工程測量精度均勻一致。

在公路工程中應(yīng)用基于CORS的高精度GPS測量技術(shù)應(yīng)注意以下幾點事項：

（1）計算過程中只能選擇未知點周圍的四到五個基準(zhǔn)站，在實際的測量過程中，要對基準(zhǔn)站周圍的情況進(jìn)行嚴(yán)密觀測；

（2）觀測時間與未知點的精度有這緊密的聯(lián)系，在公路工程的控制測量工作中，建議將其觀測時間確定為3h；

（3）測量作業(yè)要保證具有足夠的有效觀測時間，并要保證天線高等數(shù)據(jù)的量取、記錄的準(zhǔn)確性，天線類型、接收機(jī)類型、軟件版本等相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄要準(zhǔn)確。在測點的選擇過程中，要綜合考慮各種因素，注意環(huán)境因素的影響，防止測量結(jié)果的準(zhǔn)確性受到多路徑的影響；

（4）下載觀測數(shù)據(jù)之后，要應(yīng)用質(zhì)量檢查軟件來對數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證其具有有效的觀測時間。

3 結(jié)語

綜上所述，基于GORS的高精度GPS測量方法很大程度上改變了測繪工作的方法模式，該技術(shù)將一系列的定位信息利用網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通訊技術(shù)提供、分發(fā)給廣大用戶，使大型公路工程測量工作能以更快捷、更廣泛的直接開放形式服務(wù)于國家建設(shè)。文中給出了該測量方法在公路控制網(wǎng)的應(yīng)用，為公路工程測量提供了參考。隨著我國跟蹤站建設(shè)的不斷發(fā)展、跟蹤站數(shù)據(jù)共享程度的不斷提高以及高精度GPS數(shù)據(jù)處理技術(shù)的逐漸普及，該作業(yè)模式將在工程測量中得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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