實(shí)談CORS在海洋管理中的應(yīng)用

吳清峰

【摘要】本文將對(duì)CORS技術(shù)以及海岸線測(cè)量技術(shù)的主要特征加以介紹，進(jìn)而從某地海岸線GPS動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量及其海島礁聯(lián)測(cè)實(shí)例角度出發(fā)，列舉CORS在海洋管理中的應(yīng)用方向，以期為有關(guān)部門(mén)提供可靠參考。

【關(guān)鍵詞】CORS ?海洋管理 ?GPS ?海岸線動(dòng)態(tài)測(cè)量 ?RTK

引言：當(dāng)今的海洋管理工作具有較強(qiáng)科學(xué)性以及技術(shù)性，在海岸帶以及海域中展開(kāi)關(guān)于方向、位置的開(kāi)發(fā)管理工作時(shí)往往需要展開(kāi)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量，這主要是因?yàn)楹Ｑ鬁y(cè)量工作屬于海洋管理部門(mén)展開(kāi)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的重要憑證。對(duì)于相關(guān)工作而言，CORS系統(tǒng)可以快速、有效獲得海洋當(dāng)中的空間信息，從而解決許多實(shí)際問(wèn)題。

一、CORS技術(shù)主要特征

該系統(tǒng)的主要組成部分包括用戶(hù)應(yīng)用、參考站網(wǎng)、數(shù)據(jù)通訊以及數(shù)據(jù)控制中心等子系統(tǒng)，其能夠突破傳統(tǒng)GPS差分作業(yè)系統(tǒng)存在的多種問(wèn)題。某地GPS CORS系統(tǒng)中包含了用戶(hù)應(yīng)用、參考站、數(shù)據(jù)控制中心以及通訊網(wǎng)絡(luò)等子系統(tǒng)：

（1）用戶(hù)應(yīng)用：不同流動(dòng)站構(gòu)成了此系統(tǒng)，對(duì)改正數(shù)進(jìn)行接受，同時(shí)將流動(dòng)站位置解算出來(lái)。

（2）參考站：包含了4個(gè)參考站，各站全天24h對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行持續(xù)接收。

（3）數(shù)據(jù)控制中心：其作用在于對(duì)參考站的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行管控、下載處理以及發(fā)布等，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)RTK的改正數(shù)加以計(jì)算，從而生成格式多樣的改正數(shù)，隨后向流動(dòng)站人員進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

（4）通訊網(wǎng)絡(luò)：囊括了GSM無(wú)線通訊網(wǎng)以及VPN網(wǎng)絡(luò)，二者由4條靜態(tài)的IP所構(gòu)成，動(dòng)態(tài)將RTK的改正數(shù)傳輸至流動(dòng)站、將GPS數(shù)據(jù)上傳到參考站。

二、海岸線測(cè)量技術(shù)的主要特征

土地以及海域使用權(quán)屬管理之間分界線即海岸線，其能夠?qū)ξ覈?guó)整體主權(quán)領(lǐng)域進(jìn)行覆蓋。水動(dòng)力系統(tǒng)的影響，使得自然海岸出現(xiàn)了一定演變，在海岸線日益頻繁的密集開(kāi)發(fā)與運(yùn)用等行為使得海岸線持續(xù)改變。在此過(guò)程中，各管理部門(mén)極易發(fā)生管理權(quán)限重疊交叉現(xiàn)象或者存在管理盲區(qū)，這對(duì)政府有關(guān)部門(mén)自身職責(zé)的旅行極為不利，同時(shí)對(duì)沿海區(qū)域社會(huì)穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有所影響。所以，有關(guān)部門(mén)應(yīng)該迅速、精準(zhǔn)地進(jìn)行海岸線動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)修測(cè)，經(jīng)由協(xié)調(diào)管理以及技術(shù)等的協(xié)同作業(yè)，對(duì)當(dāng)?shù)睾ｊ懝芾淼慕缇€加以明確。

在一定程度上，海岸線測(cè)量對(duì)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)較為依賴(lài)，這主要是因?yàn)槠渚_度較高，這是由于任意一種誤差都會(huì)使海域使用權(quán)屬受到影響。從本質(zhì)上來(lái)看，海岸線有著較為平坦的地形，較為開(kāi)闊的視野以及沒(méi)有遮擋的天空，對(duì)于衛(wèi)星定位測(cè)量而言較為有利;另外，海岸線有著較長(zhǎng)的測(cè)線，此類(lèi)地形的測(cè)量較為適合機(jī)動(dòng)摩托作業(yè)。DGPS（GPS差分定位系統(tǒng)）能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)24h進(jìn)行定時(shí)、定位和定速，其優(yōu)勢(shì)在于效率高、精度高以及速度快。該系統(tǒng)重點(diǎn)被劃分為信標(biāo)定位系統(tǒng)以及RTK GPS 系統(tǒng)，其中：

（1）前者主要的組成部分為超過(guò)20個(gè)信標(biāo)臺(tái)（RBN/DGPS基站），這些信標(biāo)臺(tái)能夠動(dòng)態(tài)借助無(wú)線電波對(duì)衛(wèi)星定位改正數(shù)進(jìn)行播發(fā)，并且覆蓋范圍中，可以利用信標(biāo)臺(tái)的接收機(jī)對(duì)改正數(shù)進(jìn)行接收，隨后將其用到對(duì)GPS接收機(jī)的定位結(jié)果進(jìn)行修正。此系統(tǒng)有著95%的置信度，其定位精度在1-5m范圍中，同時(shí)其單站的有效距離在200-500km范圍內(nèi)。

（2）GPS定位技術(shù)能夠得益于RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，相應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)中包含了移動(dòng)站以及基準(zhǔn)站（1個(gè)基準(zhǔn)站能夠在同一時(shí)刻配有若干移動(dòng)站，其工作半徑通常為10-20km范圍中，在其運(yùn)行的時(shí)候應(yīng)該優(yōu)先對(duì)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行求解。借助RTK定位系統(tǒng)，能夠動(dòng)態(tài)獲得測(cè)點(diǎn)高程及其平面坐標(biāo)，并且在工作手簿當(dāng)中進(jìn)行記錄，便于繪圖。在測(cè)量過(guò)程中，對(duì)于無(wú)法對(duì)海岸線的位置進(jìn)行精準(zhǔn)判斷的區(qū)域，采用的高程應(yīng)該為與已知位置臨近的地點(diǎn)，從而對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，進(jìn)而使相關(guān)測(cè)量準(zhǔn)確度得到大幅度提升，而這正是海岸線測(cè)量中應(yīng)用RTK技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)所在。然而現(xiàn)有應(yīng)用當(dāng)中，基準(zhǔn)站點(diǎn)一般都需要進(jìn)行布網(wǎng)測(cè)量，這很難選出可靠、穩(wěn)定的點(diǎn)位，測(cè)量與維護(hù)有著較大工作量，其極易受損等問(wèn)題。

三、CORS在海洋管理中的應(yīng)用

（一）某地海岸線GPS動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量

某地海岸線相關(guān)資料較為老舊，自我國(guó)公布完我國(guó)的海岸線以及灘涂資源后，至今已經(jīng)擁有超過(guò)20年的歷史演進(jìn)與發(fā)展，這使得海岸線狀況持續(xù)發(fā)生改變。為了確保使數(shù)據(jù)具備一致性特點(diǎn)，同時(shí)保證高程與平面相應(yīng)要求相符合，因此應(yīng)選用RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)展開(kāi)測(cè)量，其應(yīng)當(dāng)對(duì)GPS 相應(yīng)L1與L2頻率載波相位的數(shù)據(jù)加以采用，除了可以獲得的三維坐標(biāo)方向數(shù)據(jù)擁有厘米級(jí)別的精度，還可以獲得航線、航向和具備更高精度的速度等相應(yīng)參數(shù)或者數(shù)據(jù)，從而使測(cè)量工作的效率得以提升。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，最大的區(qū)別就在于CORS數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用，其能夠全面增加技術(shù)覆蓋的范圍。

具體測(cè)量階段，裝載的3臺(tái)GPS接收機(jī)可以集成GPRS模塊，可以將其撞到測(cè)量用摩托上，對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)，此處參考站網(wǎng)會(huì)實(shí)時(shí)將修正的參數(shù)傳輸至流動(dòng)的觀測(cè)站中。系統(tǒng)在對(duì)特殊設(shè)計(jì)網(wǎng)相應(yīng)高程進(jìn)行調(diào)整時(shí)，將使用到動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的。

（二）海島礁聯(lián)測(cè)

第一次測(cè)量采用的方法為靜態(tài)GPS測(cè)量法：優(yōu)先對(duì)控制點(diǎn)到各個(gè)海島進(jìn)行聯(lián)測(cè)，并且借助RTK技術(shù)分別在各個(gè)海島中對(duì)地形檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。因?yàn)閾碛休^遠(yuǎn)的聯(lián)測(cè)距離，使得該方法工作效率不高、有較大工作量、較高成本以及復(fù)雜技術(shù)組織等問(wèn)題被凸顯了出來(lái)。

第二次測(cè)量采用的方法為GPS網(wǎng)絡(luò)RTK動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量法，利用當(dāng)?shù)谿PS CORS直接于海島中借助RTK對(duì)地形檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。通過(guò)后期對(duì)比可知，兩種方法精度水平相同，然而第二次測(cè)量能夠提升經(jīng)濟(jì)、工作效益超過(guò)5倍，此外也使得各個(gè)海島礁自然岸線的同步水位觀測(cè)技術(shù)難題得到有效解決。

四、結(jié)論

總體而言，CORS系統(tǒng)的構(gòu)建可以將多方面、多層次的空間信息服務(wù)提供給相應(yīng)的管理人員能為：①將非定位信息服務(wù)提供給海洋用戶(hù)，比如環(huán)保以及氣象預(yù)報(bào)等。②定位信息服務(wù)：可以為需要區(qū)域迅速、順利地構(gòu)建海洋管理相應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)，運(yùn)用權(quán)屬調(diào)整、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及管理測(cè)圖等方式控制海域。如此便可有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更新相關(guān)信息數(shù)據(jù)，將有效的憑證提供給監(jiān)測(cè)環(huán)境災(zāi)害、規(guī)劃建設(shè)海洋開(kāi)發(fā)以及海洋管理等工作中，使其實(shí)際需要被充分滿(mǎn)足。③導(dǎo)航服務(wù)：將相應(yīng)服務(wù)提供給港口生產(chǎn)以及海洋交通等的導(dǎo)航。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣廷臣，楊雯彥，汪峰，等.利用半?yún)?shù)模型估計(jì)確定驗(yàn)潮組網(wǎng)的深度基準(zhǔn)面[J].海洋測(cè)繪，2019，39（02）：4-7.

作者簡(jiǎn)介：吳清，男，海南省?？谑腥?，研究方向：海洋管理。