CORS技術(shù)在管道測(cè)量中的應(yīng)用

彭楚峽 王軍 胡世云

摘? ? 要：本文對(duì)CORS技術(shù)在油氣長(zhǎng)輸管道測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行研究。通過對(duì)CORS技術(shù)和油氣長(zhǎng)輸管道測(cè)量現(xiàn)狀的分析，闡述了CORS技術(shù)在油氣長(zhǎng)輸管道控制測(cè)量、數(shù)字化管道建設(shè)及管道安全運(yùn)營方面應(yīng)用的技術(shù)思路與實(shí)施方法，得出了在油氣長(zhǎng)輸管道測(cè)量中使用CORS技術(shù)比傳統(tǒng)測(cè)量方式更靈活方便，其安全性和穩(wěn)定性更高，在實(shí)踐中可以推廣使用。

關(guān)鍵詞：CORS;技術(shù);管道測(cè)量;應(yīng)用

1? 引言

在當(dāng)前我國的石油天然氣運(yùn)輸過程中，管道運(yùn)輸是最為主要的一種運(yùn)輸方式，這對(duì)于保障我國能源安全與數(shù)量供給有著非常重要的意義。進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們對(duì)于石油資源的依賴程度加深，因此也越來越需要研究CORS技術(shù)在管道測(cè)量中的作用，本文結(jié)合大量的研究背景，分析了一些可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了CORS技術(shù)在管道測(cè)量等方面的技術(shù)思路以及實(shí)施方法，希望能夠?yàn)楣艿赖臏y(cè)量提供一些有力的工具。

2? CORS技術(shù)分析

CORS技術(shù)全稱叫做連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)，它是多個(gè)學(xué)科融合交叉的產(chǎn)物，是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的GNSS技術(shù)、大地測(cè)量技術(shù)、地球動(dòng)力學(xué)技術(shù)等方面深度融合，建立起了一個(gè)強(qiáng)大的一個(gè)或者多個(gè)連續(xù)的GNSS參考站，并且利用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)地為用戶提供各種各樣需求的數(shù)據(jù)包，CORS系統(tǒng)由基準(zhǔn)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)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五部分組成，各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體，形成專門的網(wǎng)絡(luò)，提供專門的服務(wù)。

從上述的概念來分析，我們可以清晰地看出，CORS技術(shù)并不是單一的一種技術(shù)，它是大量學(xué)科的交叉融合以及各種技術(shù)和資源的集成，CORS技術(shù)可以為用戶提供高精準(zhǔn)的定位導(dǎo)航服務(wù)，而且還具有連續(xù)的數(shù)據(jù)信息提供、區(qū)域內(nèi)間距均勻的分布特征，可以為不同的用戶提供不同需求的服務(wù)。

3? 我國油氣管道測(cè)量的現(xiàn)狀分析

油氣長(zhǎng)輸管道測(cè)量主要有線路測(cè)量、穿（ 跨） 越工程測(cè)量、站址測(cè)量等，特點(diǎn)是線狀分布，地形地貌復(fù)雜多樣，經(jīng)常穿越河流和道路，觀測(cè)條件通常較差，部分地區(qū)控制點(diǎn)稀缺。

由于油氣長(zhǎng)輸管道的線狀分布特點(diǎn)，GPS 靜態(tài)測(cè)量時(shí)需要搜集管道沿線大量的高等級(jí)平面、高程控制點(diǎn)資料并分段進(jìn)行觀測(cè)計(jì)算，管道線路勘測(cè)中的帶狀地形圖測(cè)繪、中線測(cè)量、縱橫斷面測(cè)繪都需要測(cè)量大量的地形及油氣管道專業(yè)要素，數(shù)字化管道建設(shè)中需要對(duì)大量碎部點(diǎn)，如閥門、彎頭、水保、等進(jìn)行定位測(cè)量，在運(yùn)營階段的日常測(cè)繪、坐標(biāo)放樣等方面也需要快速精確定位方法。為更好地服務(wù)于油氣長(zhǎng)輸管道的建設(shè)和運(yùn)營，需要一種更簡(jiǎn)單快速精確的測(cè)量定位技術(shù)和安全保障解決方案。

4? CORS技術(shù)在管道測(cè)量中的應(yīng)用

4.1? 首級(jí)控制測(cè)量的應(yīng)用

實(shí)施 GPS 靜態(tài)控制測(cè)量時(shí)，需搜集測(cè)區(qū)范圍已有的國家高等級(jí)控制點(diǎn)成果，按照逐級(jí)布設(shè)的原則向下發(fā)展，高等級(jí)控制點(diǎn)作為整個(gè)控制網(wǎng)的基準(zhǔn)和起算依據(jù)但由于高等級(jí)控制點(diǎn)破壞嚴(yán)重，加上油氣長(zhǎng)輸管道呈線狀分布的特點(diǎn)，找到足夠數(shù)量并能在網(wǎng)型上均勻分布且對(duì)管道控制網(wǎng)形成有效控制的高等級(jí)控制點(diǎn)往往較困難，控制點(diǎn)資料申請(qǐng)審批、點(diǎn)位踏勘、聯(lián)測(cè)解算也需要大量時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，這對(duì)于當(dāng)前工作來說是非常不現(xiàn)實(shí)的，如果運(yùn)用CORS系統(tǒng)的話就可以避免這些缺點(diǎn)的發(fā)生。

通過上文分析CORS的特點(diǎn)我們可以指導(dǎo)，CORS系統(tǒng)是具有高精度基準(zhǔn)站的坐標(biāo)的，所以，它具有很強(qiáng)的定位功能，而且還能夠代替高級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行工作，主要方法為：我們從一個(gè)靜態(tài)的觀測(cè)點(diǎn)入手，測(cè)量完成之后來控制周邊的CORS基準(zhǔn)站，然后采用長(zhǎng)基線解算軟件和精密星歷進(jìn)行基線的解算，再以CORS基準(zhǔn)站的精確坐標(biāo)進(jìn)行約束平差得到控制點(diǎn)在CORS系統(tǒng)下的成果，通過區(qū)域轉(zhuǎn)換關(guān)系和水準(zhǔn)面模型得到管道控制網(wǎng)坐標(biāo)系的成果。從整體上來說，這種方法有著較大的優(yōu)勢(shì)，它不僅極大地簡(jiǎn)化了觀測(cè)成本和人工成本，而且還能夠保障較高的精度。

4.2? 圖根控制測(cè)量分析

從本質(zhì)上來說，CORS技術(shù)主要就是利用區(qū)域內(nèi)網(wǎng)狀分布的基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)，然后通過一個(gè)或者多個(gè)基準(zhǔn)站作為基準(zhǔn)計(jì)算和發(fā)播GNSS的改正信息，然后可以對(duì)區(qū)內(nèi)的用戶進(jìn)行精準(zhǔn)地定位，而且在整個(gè)過程中，CORS技術(shù)還利用差分消除了絕大部分的誤差，從而實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)的精度，CORS 系統(tǒng)為區(qū)域提供統(tǒng)一基準(zhǔn)，解決不同行業(yè)測(cè)量成果的兼容性問題，測(cè)量作業(yè)穩(wěn)定性及成果可靠性更強(qiáng)，可以應(yīng)用于油氣長(zhǎng)輸管道圖根控制測(cè)量。

不僅如此，在整個(gè)測(cè)量的過程中，該系統(tǒng)還可以用事帶有撥號(hào)功能的GPS雙頻接收機(jī)，通過GPRS/CDMA等方式連接到CORS以外的服務(wù)器之中，從而獲得差分的值，使得差分改正數(shù)，接著進(jìn)行初始化測(cè)量之后即可使用，所以，從這個(gè)角度來分析，用戶操作起來十分便捷簡(jiǎn)單，用戶僅僅只需要單機(jī)進(jìn)行架站、連接以及觀測(cè)等方面的工作即可完成。

為驗(yàn)證CORS的觀測(cè)精度和轉(zhuǎn)換參數(shù)精度，選取廣東省天然氣主干管網(wǎng)二期工程的部分圖根控制點(diǎn)進(jìn)行GPS 靜態(tài)觀測(cè)，實(shí)測(cè)時(shí)每個(gè)點(diǎn)按2個(gè)時(shí)段、每次不低于60個(gè)歷元進(jìn)行，再利用廣東CORS提供的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換服務(wù)將觀測(cè)成果轉(zhuǎn)換到 1980 西安坐標(biāo)系成果，從最終的結(jié)果我們可以明顯地看出，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度以及轉(zhuǎn)換結(jié)果均符合當(dāng)前的要求。

4.3? 高程控制測(cè)量分析

目前，國內(nèi)大多數(shù)省市級(jí)CORS中心與當(dāng)?shù)厮拼蟮厮疁?zhǔn)面精化模型都建立了聯(lián)系，可實(shí)時(shí)或事后通過格網(wǎng)內(nèi)插求取國家高程基準(zhǔn)成果。似大地水準(zhǔn)面模型是以一定分辨率建立的區(qū)域高程異常格網(wǎng)，在區(qū)域內(nèi)任何位置都可采用內(nèi)插數(shù)值方法獲取該位置的高程異常，根據(jù)觀測(cè)得到的大地高轉(zhuǎn)換到正常高。這種模式減少了繁重勞動(dòng)，避免誤差積累對(duì)精度的影響，尤其對(duì)長(zhǎng)輸管道的線狀地形，避免分段 GPS 高程擬合帶來的分段重疊地區(qū)成果不一致的情況。

在這一方面的實(shí)驗(yàn)中，大量的學(xué)者也開展了詳細(xì)地實(shí)驗(yàn)，并且建立起了大地水準(zhǔn)面精化模型來求取高程的方法來進(jìn)行細(xì)致地研究，首先通過CORS來獲取實(shí)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度以及大地的高，然后在使用被觀測(cè)地點(diǎn)的準(zhǔn)面工具來獲取實(shí)際的高的數(shù)據(jù)，然后將CORS獲取的數(shù)據(jù)和實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，相關(guān)的結(jié)果研究表明，使用似大地水準(zhǔn)面精化模型求取高程能滿足油氣長(zhǎng)輸管道高程控制測(cè)量的要求。但是在具體的實(shí)踐過程中，似大地水準(zhǔn)面精化模型的使用在某些特定的區(qū)域可能和正常的高度系統(tǒng)存在著很大的誤差，在使用的過程中可以根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的修正，從而使得得到的結(jié)果更加地可靠，更加符合實(shí)際。

5? 結(jié)語

在當(dāng)前我國的石油天然氣運(yùn)輸過程中，管道運(yùn)輸是最為主要的一種運(yùn)輸方式，這對(duì)于保障我國能源安全與數(shù)量供給有著非常重要的意義。進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們對(duì)于石油資源的依賴程度加深，因此也越來越需要研究CORS技術(shù)在管道測(cè)量中的作用，本文對(duì)CORS技術(shù)進(jìn)行了深入地分析，得出了可靠的結(jié)論，綜上所述，CORS技術(shù)使得作業(yè)過程更加地輕松便捷，而且精準(zhǔn)度較高，還具有安全性良好的特點(diǎn)，可以在以后的發(fā)展中推廣使用。

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