应用CORS的管线测量技术研究

2015-10-15何源

科技资讯 2015年20期

何源

摘要：本文基于笔者多年从事CORS技术应用的相关工作经验，以CORS技术在天然气管线勘测中的应用为研究对象，结合具体工程背景，探讨了CORS测量方式相对于快速静态测量方式的优势，给出了具体的施测步骤，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：CORS 天然气管线勘测测量

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

2013 年 1 月，由广州中海达卫星导航技术股份有限公司承建的上海北斗连续运行参考站系统（简称 SHBD-CORS）项目正式开工建设，经过紧张有序的选点测试、基础建设、专网建设、联测联调，共计 11 个站点于 2013 年 5 月底全部建设成功，并于 2013 年 5 月下旬组网并投入试运行。2013 年9 月 11 日，覆盖上海地区的北斗高精度地面增强网正式投入运行，此举标志着北斗开启天地一体化导航格局，将在测绘、城市安全、地质灾害监控、车辆导航、精准农业、个人位置服务等多个领域拓展应用，这是上海市数字化城市建设不可缺少的重要组成部分。

SHBD-CORS系统项目是在 GNSS 卫星定位、计算机网络、通信等技术的应用基础上建设完成的，以北斗卫星导航定位系统（ BDS）为主导，并能兼容 GPS、GLONASS 和 Galileo系统。11 个新建参考站覆盖上海市区及周边城镇，数据中心服务器上运行的VNetStream数据转发软件和ZNetVRSCORS综合服务软件，实时接收各个参考站发送的卫星观测数据，并实时解算电离层、对流层等误差模型，从而实现这个CORS网络的初始化解算。再根据流动站的登录验证信息和流动站发送的 NMEA 位置数据，在该流动站附近生成虚拟参考站，并实时将差分改正信息发送给流动站。

1工程概况

上海郊区至昆山某天然气线路，全长160余km。沿路径两侧布设GPS-E级带状控制网，每3 km左右布设一个控制点，总计82个，其中包含国家C级GPS点7个。全部控制点使用CORS流动站测量，使用快速静态复测其中均匀分布的28个点，覆盖线路全长110余km，包括全部7个C级GPS点。

CORS测量过程中，使用Trimble R8 GNSS接收机，实时动态测量精度H：10mm+1×10-6，V：20 mm+1×10-6快速静态测量中使用Leica SR530和GX1230接收机，快速静态测量精度

H：5 mm+0.5×10-6， V：10 mm+0.5×10-6CORS测量使用流动站对中杆，待初始化完成，HRMS≤2cm，VRMS≤3 cm，置于控制点观测3 min；快速静态测量按照规范要求，每个观测时段不少于30 min。

2 C级GPS点残差比较

CORS和快速静态约束平差中，7个C级GPS点坐标的平面和高程均参与。这些已知点高程为GPS拟合高程。结果表明，CORS和快速静态在平面和高程方面，已知点残差分布非常一致。平面残差均不超过5 cm，两者之差不超过2cm；高程残差较大（可能是GPS点为拟合高程造成），但两者之差不超过4 cm。根据规范限差，两者在已知点残差方面没有显著差异。

3约束平差控制点坐标对比

CORS系统可以测得比较精确的WGS84坐标，而快速静态由于未联测高精度的具有WGS84坐标的起算点，其直接所得的WGS84坐标理论上只是单点定位的精度，故二者没有可比性。两者约束平差后，控制点坐标转化为当地格网坐标，二者投影到高斯平面上的格网坐标才具有可比性。两者格网坐标差值如表1所示。

表1 控制点坐标差值/m

点号平面高程点位点号平面高程点位

WHT 0.016 0.009 0.018 W48 0.025 0.050 0.056

WLX 0.018 0.021 0.028 W51 0.023 0.011 0.025

WNK 0.010 0.011 0.015 W55 0.030 0.120 0.124

WSD 0.016 0.014 0.021 W58 0.035 0.052 0.062

WSZ 0.005 0.024 0.025 W61 0.031 0.099 0.104

从表1可知，二者平面坐标差异最大为6.5 cm，最小为0.5 cm，平均值为2.7 cm。对于快速静态而言，平均边长为10 km，平面精度为0.7 cm；对于CORS而言，其平面精度为2 cm。而对于天然气输送线路，其桩位平面精度限差为5cm，相邻桩位偏离线航相对误差不超过1/1 000。故在最差情况下，CORS仍能满足精度需求，也即二者平面精度没有显著差异。对于高程而言，二者均是拟合高程，必须与更精确的第三方数据比较才能评价二者的精度。

表2 两者高差比较

点号 CORS差值/m 快速静态差值/m 点号 CORS差值/m 快速静态差值/m

WHT 0.025 0.016 W48 0.169 0.219

WLX 0.059 0.038 W51 0.252 0.263

WNK 0.074 0.085 W55 0.157 0.277

WSD 0.110 0.124 W58 0.077 0.129

WSZ -0.160 -0.184 W61 0.225 0.324

W190.276 0.256 W64 0.183 0.182

W21 0.236 0.265 W66 0.066 0.092

W23 0.147 0.073 W70 0.008 0.075

4控制点高程对比

由于7个GPS-C级国家点均是GPS拟合高程，故高程方面并不能判别孰优孰劣。将CORS测得的各控制点WGS84坐标，利用广东省精化似大地水准面模型（精度：±5cm），计算控制点的高程异常值，算出该点的正常高。CORS和快速静态分别与精化高程对比结果如表2所示。