南方单基站CORS技术在工程放样中的应用＊

2012-01-14梁振华孟凡超

全球定位系统 2012年3期

梁振华，孟凡超

（辽源职业技术学院，吉林辽源136201）

0 引言

随着国家信息化程度的提高及计算机网络和通信技术的飞速发展，需要采集越来越多实时处理空间数据，常规RTK在应用过程中暴露出许多的不足与缺陷，其中最大的问题在于常规RTK流动站与基准站之间随着距离的增加，误差的强相关性也随之减弱，相应的定位精度也随之降低，限制了常规RTK的作业距离。为了克服常规RTK的缺陷，CORS诞生了［1］。CORS的出现结束了常规RTK单打独斗的局面，在一定范围内，RTK作业的连续性、可靠性、稳定性、精度都得到明显的提高，同时与常规RTK相比，CORS的普及带来了巨大的经济效益。

1 CORS基本原理

CORS基本工作原理是利用GPS导航定位技术，在一个城市、一个地区或一个国家，根据需求按照一定距离建立长年连续运行的一个或若干个固定GPS参考站，利用计算机、数据通信和互联网络（LAN／WAN）技术将各个参考站与数据中心组成网络，由数据中心从参考站采集数据，利用参考站网络软件进行处理，向各种用户自动地发布不同类型的GPS原始数据、各种类型RTK改正数据等。用户只需要一台GPS接收机，进行野外作业时，即可进行mm级、cm级、dm级、m级的，准实时、实时的，快速定位、事后定位或导航定位［1］。

对于网络RTK定位技术而言，最核心的部分就是数据处理部分，而数据处理部分最关键的是数学模型，目前，从国内外研究情况来看，主要有三种数学模型：内插法、线性组合法和虚拟参考站法。

2 南方单基站CORS定位相对常规RTK定位优势

2.1 投入较少

随着南方单基站技术的成熟，只要较少的投资即可在一个中小城市建立一个CORS基站，满足当地测量用户不同层次空间信息技术服务的需要［3］。

2.2 随时可以升级和扩展

单基站系统可以随时增加新的基站，加大实时RTK作业的覆盖区域，一旦建立虚拟参考站系统的条件成熟，只要进行系统软件的升级，花费不大的投资，单参考站系统即可轻松地升级成虚拟参考站网系统。

2.3 数据可靠、稳定、安全

基站连续观测，静态数据全天候采集，点位精度高，数据稳定；与单参考站RTK测量相比，CORS提供的网络RTK测量精度得到了显著的提高。由于网络RTK测量采用多个参考站解算的数学模型，其测量精度和可靠性远高于单参考站RTK测量精度，有效服务范围更大［4］。另外，用户登录采取授权方式，数据中心可以管理登录用户，数据安全性高。

2.4 作业范围广

目前基于南方单基站的RTK作业半径已经扩大到40km，能够实现快速厘米级实时定位及事后差分，利用GPRS／CDMA进行50～80km左右RTK测试成功案例也已经屡见不鲜［5］。

2.5 施工周期短

单参考站技术经过实践表明它是一种比较成熟的技术，从方案落实开始采购设备，安装调试，到验收运行整个周期在1个月以内。

3 南方单基站CORS系统在工程放样中的应用

工程放样是将设计抽象的几何实体放样到实地，成为具体几何实体所采用的测量方法和技术，机器和设备的安装也是一种放样。放样可以归纳为点、线、面、体的放样，其中点放样是基础。放样与测量的原理相同，使用的仪器和方法也相同，只是目的不一样。工程放样的工作量很大，因此，施工放样一体化、自动化显得特别重要［6］。

3.1 南方单基站CORS进行点位放样

建筑物的形状和大小是通过其特征点在实地上表示出来的。如建筑物的中心、四个角点、转折点等。因此，点放样是建筑物和构筑物放样的基础。用RTK进行点位放样同传统放样一样，需要两个以上的控制点，但不同的是传统的方法是通过距离或方向来放样定点，或用全站仪用两点定向后放样定点，而RTK是用2～3个控制点进行点校正，就可在无光学通视（电磁波通视）的条件下进行点位的放样，这是传统方法难以实现的。

在连接好CORS基站后，首先要求转换参与点校正。然后点击测量中的点放样，进入放样屏幕，点击文件选择按钮，打开放样点坐标库。在放样点坐标库中导入事先编辑好的放样文件＊.dat（放样点坐标库的操作类似于坐标管理库，放样点库的文件为＊.ptb文件）并选择放样点或直接输入放样点坐标，确定后进入放样指示界面。在放样界面显示了当前点与放样点之间的距离，Dx为南方向的距离，Dy为东方向的距离，根据提示进行移动放样。在放样过程中，当前点移动到离目标点0.9m的距离以内时，软件会进入局部精确放样界面，同时软件会给控制器发出声音提示指令，控制器会有“嘟”的一声长鸣音提示。放样提示可设置放样圈的最小圈半径和最大圈半径以及放样时的声音提示。点放样圈的数量为最大值整除最小值的数量。放样显示设置可设置点的显示。在放样界面下还可以同时进行测量，按下保存键A即可以存储当前点坐标。在点位放样时使用快捷方式会提高放样的效率。在放样界面下按数字键8放样上一点，2键为放样下一点，9键为查找放样点。

3.2 南方单基站CORS进行直线放样

公路、铁路、渠道、输电线以及其他管道工程都属于线型工程，他们的中线统称为线路。这些线路实际上是由空间的直线段和曲线段组合而成。进行直线放样时，在测量选项里点击线放样，即：打开线放样坐标库，放样坐标库的库文件为＊.lnb，选择要放样的线即可（如果有已经编辑好的放样线文件）。如果线放样坐标库中没有线放样文件，点击“增加”，输入线的起点和终点坐标就可以在线放样坐标库中生成线文件。

在线放样界面中，当前点偏离直线的距离、起点距、终点距和当前点的里程（里程指的是从当前点向直线作垂线，垂足点的里程）等信息，其中偏离距中的左、右方向依据是当人沿着从起点到终点的方向走时在前进方向的左边还是右边，偏离距的距离则是当前点到线上垂足的距离。起点距和终点距有两种显示方式，一种是当前点的垂足到起点或终点的距离，另一种指的是当前点到起点或终点的距离。DX、DY显示的是当前点和其相对于线段的垂足之间的距离。当前点的垂足不在线段上时，显示当前点在直线外。