CORS工程应用及精度分析

王茹 董彦锋 金俭俭 徐录铸 王维宇 李玉宝

摘 要：连续运行参考系统（CORS）技术以其科技含量高、操作简便、全天候、覆盖率广等优点，广泛应用于测图、放样等各种工程测量中。由于CORS技术是独立地测量各点坐标，而在很多场合更关注点间相对关系如何，因此其相对精度还需进一步验证。本文以东南大学成贤学院校园控制网测量为例，通过直接测量和CORS实时定位等不同方法测量结果的比较、对其精度进行具体分析，取得一些有益的结论。

关键词：CORS；精度分析；校园控制网

0 引言

经过十几年的发展，CORS技术已在与空间位置服务相关的行业中得到了广泛的应用，特别是在测绘领域。CORS技术的应用使作业效率得到了极大的提高，而基于CORS系统进行实时观测的精度问题一直是测量界关注和值得讨论的课题。本文通过在东南大学成贤校区布测校园控制网的专业生产实践，具体讨论CORS实时测量的精度问题。

1 CORS精度影响因素简要分析

对于CORS的精度问题，其误差按系统构成可分为与卫星相关的误差、与信号传播相关的误差、与接收机相关的误差；根据误差规律来划分，可分为系统误差和偶然误差。系统误差虽然存在且影响较大，但可以采用一些技术、方法消除或者减弱，比如星历误差、钟差、电离层影响、对流层影响等，可以采用差分的技术进行消除。偶然误差则可以通过一些措施进行消弱，比如合理选择观测时段、多测回观测、粗差定位删除、成果筛选、避开大面积水域等多路径效应强烈地区等方法，以最大程度减小偶然误差的影响，或者通过大量观测数据利用数学建模的现代误差数据处理的方法消弱偶然误差。

2 工程实例

东南大学成贤学院位于南京市浦口区，学院占地1200亩。鉴于东南大学成贤学院校区在此之前没有测量控制点，由于数字化校园建设以及测绘类课程实践实习的需要，急需要建立精度匹配的校园平面和高程控制网。我们SRTP小组承担了这个项目。经过技术设计、实地选点、埋点后，分别进行了城市一级导线（如图1所示）和CORS实时定位两种方法进行平面控制测量的工作。除了解决校园控制网的测量问题、还包括了对CORS系统定位精度的研究的因素。

导线测量中，角度观测采用按左、右角观测的方法，即每测站第一测回观测左角，第二测回观测右角；距离采用电磁波测距的方法。同时采用“约束三段法”的方法检测该仪器加常数C，经过多次操作最后取C值为+0.023m。左、右角观测法可以检测每测站的观测成果质量，?≤±10″，根据手簿记录数据也可计算出测角中误差：其中，TI39-TI40-GE12-GE11-TI38-TI39闭合环的角度闭合差为+3″≤±22″，坐标闭合差?X=+0.0199m，?Y=+0.0456m，全长相对闭合差为；另一GE12-TI35-TI36-TI37-GE11-GE12闭合环的角度闭合差为+16″≤±20″，坐标闭合差?X=+0.0028m，?Y=-0.0159m。由以上计算结果表明，全站仪测量数据均在误差允许范围内，是合格数据。

之后利用CORS系统在不同的时间段多测回实时观测了这些导线点的坐标，以利于对该方法测量的精度以及稳定性等进行分析研究。全站仪为Ⅱ级、J2型仪器、直接多测回观测的数据的精度高、可靠性强，远优于CORS系统定位的精度。经过分析对比这两种方法获得的数据，简要分析CORS实时测量的精度问题。换言之，通过对网络CORS实测校园控制点利用全站仪实施边角测量进行检验，将CORS测量坐标反算边长和夹角，与全站仪测量边角进行对比。

如CORS实时观测TI40号点时不同时间观测段（4个时间段观测）的数据之间相差较大，变换各种组合都不能得出合理的坐标值。具体分析这种现象的原因，包括考虑到该测站周边的地形因素、树木遮挡等不利的环境因素比较明显，使得信号传输过程中会受到这些外界因素的影响，导致数据误差无规律的跳变。另外TI40点位的高程与其他点相差较大，在利用全站仪进行水平角观测时，瞄准目标时垂直角过大，由于仪器三轴误差的存在也会导致观测读数受到一定的影响。这些问题也与TI40号点比较的数据的差异有一定的关系。处理方案：利用TI39、GE12点的坐标以及全站仪的观测数据进行距离交会来确定出TI40点的坐标，与导线计算中坐标的递推道理一致。

3 总结

整体分析该次实习的数据，可知CORS实时观测数据的精度在城市一级导线和图根导线之间的精度是没有问题的，还要注意定位天线（测量杆）整置的正确性和垂直程度，建议最好采用三脚架整置天线的方法，如要求精度还要高时，必须在不同时时间段多测回观测取中数并进行有效的检核。CORS实时测量具有不可多得的优点与便捷之处：网络RTK操作简便，克服了全站仪设站、换站频繁、受通视条件限制等因素，效率相对较高，同时需要的工作人员少、测量速度快。CORS测量实时性强、操作直观，通过电子手簿可以实时显示坐标位置，避免了经纬仪、全站仪在测量、放样过程中的记录、计算环节。同时，CORS实时测量也具有不可避免的限制因素：卫星信号易受遮挡物影响，当周边有高大树木、大型建筑物遮挡时，卫星信号会受到不同程度的影响，另外通讯信号本身的优劣也会影响数据的精度。对于相对精度要求高的控制点，测量时需结合全站仪进行边角检验和拟合，但遇到本文中类似的TI40点的的情况时，可以根据全站仪实测数据进行交会来确定其坐标。

CORS实时测量技术的发展涉及到卫星技术、计算机技术、通讯系统、数据管理等多个领域，其广阔的发展前景在综合研究、建设与改进中会越来越标准化、规模化、高精度化，也希望本文能够多少给读者一些启发与帮助。

参考文献

[1] 黄俊华.连续运行卫星定位综合服务系统建设与应用.北京：科学出版社，2009.

[2] 陈枫.论CORS系统在城市工程测绘中的应用.科技创新与应用，2012（13）：7-8.

[3] 胡伍生，潘庆林.土木工程测量（第四版）.南京：东南大学出版社，2013.

[4] 李玉宝，沈学标，吴向阳.控制测量学[M].南京：东南大学出版社，2013.

[5] CJJ/T8-2011城市测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.