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CORS系统在水利测绘中的运用

2014-03-04李素强李帅帅

山东水利 2014年1期
关键词:干渠控制点高程

李素强,李帅帅

(山东新汇建设集团有限公司,山东东营 257000)

CORS系统在水利测绘中的运用

李素强,李帅帅

(山东新汇建设集团有限公司,山东东营 257000)

以宫家干渠测量工程的实际应用情况为例,简要阐述了山东省CORS系统的原理及理论基础,介绍了该系统在实际测绘行业中的运用情况。

CORS系统;宫家干渠;网络化;水利测绘

1 CORS系统

1.1 CORS系统简介

CORS系统是在一个城市、地区或国家范围内,按照一定间距建立若干个连续运行的卫星永久跟踪站(也称为参考站),各个站通过通信网络实时将观测数据传送到数据中心,数据中心运行专业的GNSS参考站网数据处理软件,可以对各个参考站进行远程监控管理,完成数据采集、备份、处理及分析,最后通过Internet网、GPRS、CDMA等通讯方式向各行各业用户提供基础空间信息服务。

1.2 SDCORS系统

SDCORS系统由山东省国土资源厅和山东省气象局合作建设,山东省国土测绘院具体组织实施。他以“共建共享”的方式,纳入地市和行业新建CORS系统,实现在山东省境内的定位服务。该项目于2007年正式启动,2010-09建成系统一期,11月底组成4个子系统,各子系统通过计算机网络连接,形成省市两级系统数据共享、协同运行的多中心有机整体。

2 CORS系统原理

CORS网络RTK测量能直接获得WGS84大地坐标系数据,可以视为CGCS2000国家大地坐标,区域独立坐标系可以由CORS系统转换而来。经过长期测试和应用,SDCORS系统网络RTK的测量结果能够达到平面误差<3cm、高程误差<5cm的精度水平,可以在图根测量、地形图测绘、工程施工放样、城市一、二级导线测量、像片控制测量、水位监测等方面应用,且平差所带来的残差小于相同比例尺测量规范要求的限定值,完全满足施工测量精度要求。

CORS系统在全省范围内的普及,实现了全省测绘数据的完整统一,避免不同地区因坐标系转换而产生的麻烦,节省了内业处理时间,对基础地理信息的采集与应用体系产生深远的影响。

3 工程应用实例

宫家灌区是东营市黄河以北的中型引黄灌区,辖利津县北宋镇、利津镇、明集乡、南宋镇4个乡镇。1999—2003年,相关部门已对灌区内干渠、分干渠、支渠等各级渠道进行了疏挖治理,并对宫家干渠前19.94km的渠道进行了衬砌。经过多年建设,灌区已建成的主要灌溉渠系包括宫家干渠、宫家西干渠、西分干、东分干及其配套建筑物,对利津县西南部区域的社会经济发展起到了很大的带动作用。本次以宫家西干渠为例,对测量数据进行说明和对比分析。

3.1 测量步骤

1)在实施宫家干渠的外业测量前,先到测区现场踏勘,收集测区资料,根据地形特点完成内业的准备工作;搜集电离层粒子浓度变化量和卫星星历变化情况,确保在外业作业期间信号畅通。

2)利用CORS系统获取测区周围高等级控制点BM1、BM2、BM3的坐标和高程数据,根据已掌握的高等级控制点和水准数据进行平差,使坐标系统、高程系统符合当地的独立坐标系统。

3)将平差数据通过TGO软件导入到测量手薄内,这样每个手薄文件就会有区域独立系统属性。

4)事先设置好CORS测量形式,在设置过程中要仔细认真,避免因小的失误导致连接省网错误,手薄通过蓝牙连接手机网络,使手薄也具备网络功能。

5)选择宫家干渠测量文件,通过设置好的测量形式连接CORS系统,同时沿干渠走向埋设低等级的控制点LJ1、LJ2……LJ26,并测出其坐标和高程,再与高等级控制点通过水准联测。

6)平差数据满足规范后对干渠开展野外数据采集。

3.2 网络RTK初始化条件

1)有效的观测卫星数≥5颗;

2)卫星高度截止角≥15°;

3)PDOP值≤6;

4)手簿控制器和手机、手簿控制器和GPS接收机及GPS接收机和网络控制中心之间的连接要正确;

5)干渠沿线所埋设控制点不宜在隐蔽地带、成片水域和强电磁波干扰源附近,避免多路径效应的影响;

初始化时问题的处理:测区范围内如果长时间不能获得固定解,应断开通讯连接,重启GPS接收机再次进行初始化操作。重试超过3次仍不能获得初始化时应取消本次测量,对现场观测环境和通讯连接进行分析。可选择附近观测或通讯条件较好的位置重新进行初始化操作

在宫家干渠测量前,要坚持“首次固定不记录,二次固定再记录”。避免流动站接收机首次锁定卫星获得初始化后,获得错误的整周模糊度,影响测量结果。

4 高程精度分析

水利工程中,断面的位置要求不需很准确,而高程的精度则比较重要。对宫家干渠沿线埋设的控制点使用CORS系统平差后得到的RTK高程与四等水准高程作一比较,如表1示。

表1 RTK高程与四等水准高程比较表m

可以看出,使用SDCORS系统得到的RTK高程与四等水准高程之间较差最大的为32.84mm,该精度完全能满足《水利水电工程测量规范》中关于最后一次加密的高程控制点较差要求。

5 结语

CORS系统可以降低作业条件要求,不再受基站信号的制约,方便对作业区的统一调度部署。只要有网络辐射到的地方就可以开展网络RTK测量,快速高效,数据安全可靠,没有误差积累,避免过去因为起始控制点的错误而导致的人力物力浪费。

测量数据的精度水平在全省范围内大致均匀,和离基站距离的远近没有明显的相关性,大大降低了水利工程因为区域范围比较分散造成的繁琐的平差操作。

随着我国北斗导航系统的完善和普及,测量仪器将会兼容北斗卫星信号,以更好地满足中国市场的需求,山东省CORS系统的发展将逐步完善,应用也更加广泛。

[1]山东省国土测绘院.山东省CORS流动站接收机接入操作说明,2011年.

[2]柳浩.CORS系统在地方独立坐标系中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011(26).

(责任编辑崔春梅)

TV221

B

1009-6159(2014)-01-0016-02

2013-10-11

李素强(1989—),男,助理工程师

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