CORS技術(shù)在地下管線測(cè)量中的應(yīng)用淺析

李志暉，李 彬，張宗可

（1.河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，河南 鄭州 450052；2.河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450052）

城市地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是現(xiàn)代化城市高質(zhì)量，高效率運(yùn)轉(zhuǎn)的基本保證，是城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)和管理的重要基礎(chǔ)資料。某商貿(mào)區(qū)地下人行通道工程管線測(cè)量項(xiàng)目涉及給排水、通訊、熱力、電力、燃?xì)獾榷喾N管線，由于人流量大、交通受限，通視條件較差，給地下管線點(diǎn)測(cè)量帶來較大困難。如使用傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，效率低下，會(huì)造成工期延誤，無法按時(shí)完成任務(wù)。而CORS技術(shù)由于具有無須通視且可快速測(cè)量、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，可以很好地解決這一問題，大大提高了作業(yè)效率，因此使用CORS技術(shù)進(jìn)行地下管線測(cè)量是一種較好的作業(yè)方式。

1 CORS技術(shù)及工作原理

連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與GNSS定位技術(shù)、現(xiàn)代大地測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)交叉融合的產(chǎn)物，通過建立覆蓋一定區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)運(yùn)行的GNSS參考站，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地向用戶提供多樣數(shù)據(jù)，包括不同類型的GNSS觀測(cè)值（載波相位、偽距等），對(duì)流層、電離層等各種GNSS誤差改正數(shù)，狀態(tài)信息以及授時(shí)等其他信息[1]。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，形成專用網(wǎng)絡(luò)。

CORS技術(shù)并不是單一的技術(shù)，而是一系列技術(shù)和資源的集成。除了提供實(shí)時(shí)精密定位導(dǎo)航服務(wù)[2-3]，CORS擁有高精度框架基準(zhǔn)、連續(xù)不間斷數(shù)據(jù)資源、區(qū)域內(nèi)間距均勻的分布特征，以及與區(qū)域內(nèi)高等級(jí)控制點(diǎn)和似大地水準(zhǔn)面建立的聯(lián)系，都可為各種不同類型的精密定位需求提供解決方案[4-10]。

2 CORS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 優(yōu) 點(diǎn)

1）作業(yè)效率高，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器全站儀的多次“搬站”，作業(yè)人員可以獨(dú)立操作，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，減少了全站儀數(shù)據(jù)采集中的圖根控制測(cè)量等中間環(huán)節(jié)，作業(yè)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)省了人力成本，提高了作業(yè)效率。

2）定位精度高，沒有誤差積累，數(shù)據(jù)安全可靠。由于CORS系統(tǒng)一體化程度高、軟件控制精準(zhǔn)，作業(yè)時(shí)無需人工干預(yù)，大大減少了人為誤差，保證了作業(yè)精度。

3）作業(yè)條件受限較小，CORS系統(tǒng)可以全天候作業(yè)，無需兩點(diǎn)間通視。和傳統(tǒng)測(cè)量手段相比，CORS系統(tǒng)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小。

2.2 缺 點(diǎn)

1）CORS系統(tǒng)對(duì)測(cè)區(qū)環(huán)境有一定的要求，易受衛(wèi)星系統(tǒng)位置影響，在森林覆蓋濃密、城市高樓密集區(qū)，衛(wèi)星信號(hào)易被遮擋，造成衛(wèi)星信號(hào)失鎖，需要重新初始化，作業(yè)時(shí)間被延長(zhǎng)。

2）易受電離層干擾，無線電信號(hào)弱時(shí)，造成初始化時(shí)間長(zhǎng)，耽誤作業(yè)進(jìn)度。離電磁波輻射源較近時(shí)，可能影響測(cè)量精度。

3）CORS系統(tǒng)測(cè)量成果易產(chǎn)生粗差，測(cè)量時(shí)應(yīng)該復(fù)測(cè)幾次，取其平均值，以保證成果的可靠性。

3 CORS技術(shù)在城市地下管線測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 資料收集

到相關(guān)單位收集了地下管線探查階段繪制的管線分布草圖，及測(cè)區(qū)附近的3個(gè)控制點(diǎn)。

3.2 CORS網(wǎng)與控制點(diǎn)精度一致性

在進(jìn)行管線點(diǎn)測(cè)量前，利用CORS網(wǎng)架三角架對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，求其3次采集數(shù)據(jù)的平均值，通過比較（見表1）可知，CORS網(wǎng)精度與控制點(diǎn)精度具有符合性、一致性，可以直接用于本次管線點(diǎn)測(cè)量作業(yè)。

3.3 管線點(diǎn)的測(cè)量

利用CORS進(jìn)行管線點(diǎn)測(cè)量時(shí)，選擇衛(wèi)星較好時(shí)段且衛(wèi)星數(shù)≥5顆時(shí)進(jìn)行作業(yè),每點(diǎn)都測(cè)定兩次取其平均值，其平面較差與高程較差均要小于5 cm，超限則重測(cè)，直至達(dá)到規(guī)定范圍內(nèi)的精度。

對(duì)于受條件所限（如衛(wèi)星信號(hào)遮擋和電離層干擾等）無法使用CORS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集條件的管線點(diǎn),則先用CORS測(cè)量出圖根控制點(diǎn),再用全站儀進(jìn)行碎部測(cè)量。這樣做減少了使用全站儀進(jìn)行圖根導(dǎo)線測(cè)量的環(huán)節(jié)，有利于減少累計(jì)誤差。不僅提高了測(cè)量精度，而且提高了測(cè)量效率。

3.4 CORS數(shù)據(jù)精度評(píng)定

地下管線探測(cè)點(diǎn)的測(cè)量工作完成后，為確保測(cè)量數(shù)據(jù)成果精度可靠，從地下管線點(diǎn)中隨機(jī)選取16個(gè)重合點(diǎn)，用全站儀對(duì)重合點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)，并與原測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比（見表1），統(tǒng)計(jì)出其中誤差，其計(jì)算公式如下：

表1 管線點(diǎn)重復(fù)檢測(cè)精度檢查表

式中，ΔSci、Δhci分別為重復(fù)測(cè)量的點(diǎn)位較差和高程較差；nc為重復(fù)測(cè)量的點(diǎn)數(shù)。

經(jīng)計(jì)算得到本測(cè)區(qū)探測(cè)工作點(diǎn)滿足管線點(diǎn)測(cè)量的點(diǎn)位中誤差mcs=±16.3 mm≤±50 mm，高程中誤差mch=±10.9 mm≤±30 mm。由此可以看出，CORS測(cè)量成果平面及高程精度均滿足《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》技術(shù)要求，成果精度可靠[11-12]。

4 結(jié) 語

本文結(jié)合上海市某商貿(mào)區(qū)地下人行通道工程管線測(cè)量實(shí)踐，對(duì)CORS技術(shù)在城市地下管線點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用及其精度可靠性進(jìn)行了初步探討，根據(jù)論證可得：CORS技術(shù)應(yīng)用于城市地下管線測(cè)量獲得的平面及高程精度完全滿足《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》技術(shù)要求，成果精度可靠。

1）經(jīng)測(cè)量實(shí)踐證明，運(yùn)用CORS技術(shù)測(cè)量的管線點(diǎn)數(shù)據(jù)的平面和高程精度均在限差范圍內(nèi)，完全滿足《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》的技術(shù)要求，成果精度可靠。

2）與傳統(tǒng)測(cè)量手段相比，CORS技術(shù)受通視條件、能見度等不利因素影響較小，可以全天候作業(yè)，作業(yè)條件受限較小。

3）CORS技術(shù)具有定位精度高、作業(yè)效率高、節(jié)省人力成本、可便捷移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

CORS技術(shù)因其具有定位精度高、成果精度可靠等優(yōu)點(diǎn)，已被積極運(yùn)用于城市的地下管網(wǎng)建設(shè)中，在實(shí)際測(cè)量工作中，綜合運(yùn)用CORS技術(shù)為地下管網(wǎng)鋪設(shè)提供高精度數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為地下管線測(cè)量中一種重要的測(cè)量手段。

隨著CORS技術(shù)的日益成熟，CORS技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，可應(yīng)于城市規(guī)劃、國(guó)土測(cè)繪、地籍管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、交通監(jiān)控，礦山測(cè)量等多種經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域，為其提供精度可靠、現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)的測(cè)繪數(shù)據(jù)成果，在這些行業(yè)發(fā)展中起著不可或缺的重要作用。