基于SDCORS 的公路工程控制测量研究

■路克扩，武前前 ■山东省鲁南地质工程勘察院，山东 兖州 272100

公路工程在施工过程中，由于工期较长、线路工作量较大、技术指标控制严格等特点，从而导致在工程线路测绘，尤其控制测量中存在一定的难度，传统的观测手段边长与角度观测量较多、平差处理相对困难，对公路工程施工中的精度与质量产生关联影响。本文从现代新兴的CORS 定位服务系统出发，探究CORS 技术在公路工程控制测量中的作用，创新传统的测量模式，提高线路工程测绘的精度与效率。

1 CORS 定位原理概述

GNSS 是以空间卫星作为控制基点，以接收导航电文的形式，通过空间后方交会确定接收机位置电文的定位形式。为消除电离层、对流层误差，以及减弱接收机原子钟、卫星钟等系统误差，利用假设基准站与流动站，以载波相位差分方式，获取到较高精度的RTK 测量结果，但受基准站与流动站距离的影响，导致参考解算模型的变化，因而点位精度伴随两站间距离的延长而迅速衰减。

伴随现代通讯技术与计算机技术的日益成熟，通过将分布于一定区域的多个基准站以网络形式组合起来，构成连续运行的参考基准站网服务系统(CORS)，并以GPRS/CDMA/3G 作为差分信号传输代替传统的UHF 电台播发方式，扩大信号覆盖范围的同时，结合流动站周边基准站网的卫星观测数据，求解符合流动站的最优差分模型，进而确保CORS 框架下的点位精度统一。

2 公路线状工程控制测量

公路工程测绘，作为线路测量的分支应用，主要集中在公路前期设计选线阶段的带状地形图测绘、工程施工期间的道路定线测量与工程竣工阶段的线路测绘3 个阶段。设计选线阶段的测量首先要以导线或静态观测的方式，建立测区带状首级控制与图根控制点，然后以全站仪、GPS-RTK 的形式进行数据采集;道路施工期间，需要按照图纸相关设计要求，在现场实地放样出道路边桩、涵洞与边坡等点位，涉及到线路起止、曲线转点、道路中桩等关键信息，因而对施工控制点的精度也更为严格;工程竣工阶段时，通常要测量道路的竣工平面图与道路纵横断面图，以检核线路施工是否满足设计条件。

线路工程测绘与放样中的控制测量，常用导线法、静态控制、GPSRTK 等方法。其中工程导线点的布设应在地势较高、便于通视的位置，通视为提高导线测量的精度，全站仪导线边长不宜大于1km，按照测量规范，进行相应测回的角度与边长测绘，并按公式(1)进行相应的坐标增量和改化至参考椭球面:

上式中Hm为导线点的平均高程。

大地水准面的坐标增量和归算至高斯平面的方法为:

上式中ym为导线两端点横坐标的均值。

GPS 控制测量，依照测绘作业模式的不同，又分为静态观测与RTK控制测量。其静态观测无需点位间的通视、测绘精度较高，双频设备基线解算精度可达5mm±1ppm，只需在每个待测控制点架设仪器，开机观测45-90min，然后内业进行相应的基线解算，并通过已知控制点完成三维约束平差;RTK 控制测量中，依照控制点类型等级差别，在一级导线点采用快速静态的方式，采集15min 观测数据，在图根点以RTK 实时差分测量的方式，直接求解图根点的坐标，但流动站与基准站不得超过10km。

3 SDCORS 在公路工程控制测量中的应用探究

为提升测绘行业数字化的整体水平，山东省率先建设形成覆盖全省的连续运行参考站网络(SDCORS)，借助移动通讯技术、计算机技术和网络技术，依托均衡分布覆盖山东省全境的基准参考站，实现了省内测区的无缝高精定位服务，并在气象预报、国土勘测、工程测量、交通导航、环境监测等领域中得到广泛应用。

在公路工程控制测量中，通过引入CORS-RTK 观测模式，用户在经VPN 验证后，即可接收SDCORS 临近参考站点播发的差分改正信息，不必改变和重复架设基准站接收机，提高测绘效率的同时，也维持了整体精度的相对统一。测量时利用快速静态的方式，分别测绘一级导线点的卫星观测数据，并与邻近的参考站观测数据，共同进行事后差分解算，进行整体网平差解算，不必架设基准站，开机观测15min，网形以边连式为主。

采用SDCORS 布设图根控制点时，首先利用周边高等级GPS 控制点数据，求解坐标转换的布尔莎七参数，再用实时CORS-RTK 定位的形式，进行图根控制点的测量。测量时，需要满足CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》的要求，每个图根点均独立观测两次，较差在允许的范围内时取平均值作为最终成果。同时，以图根点为起算点使用全站仪进行测量时，需要检核SDCORS 成果的精度。

为科学评价SDCORS 在线路工程测量中的测绘精度，以高等级控制点位基础，通过全站仪与水准仪等常规测绘仪器，进行部分公共控制点复测，与SDCORS 测绘成果进行比较，结果发现，导线点、图根点精度均能满足GB50026-2007《工程测量规范》的要求。

从控制测量成果精度分析，导线点与图根点的可靠性相对稳定，以快速静态方式求解的导线点平面与高程精度一般在1cm 以下，达到毫米级精度;以CORS-RTK 形式测量的图根点精度一般平面在2cm 以下，高程精度一般在3cm 以下，完全满足公路线路测量的精度要求。

4 总结

相对于其它地形测绘或工程放线而言，公路测量的测绘区间相对狭长，线路跨度较大，进而导线测量时对传统高等级控制点的数量、精度与统一性要求较高;GPS 静态控制测量中，尽管一定程度上降低了外业的工作强度，但因其事后解算作业模式的限制，难以实时探测点位精度问题;GPS-RTK 实时差分定位，需在不同线路分段区域假设基准站接收机，难以维持流动站点位精度的整体统一，造成图根控制或放样控制的精度不均衡;而引入CORS 定位服务系统参与公路工程控制测量，有效提升了成果精度的统一性，大大提高了测绘作业效率。

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