关于工程测量中CORS的应用分析及发展趋势探讨
2016-07-20李志菁
李志菁
(西安市勘察测绘院 陕西省西安市 710054)
关于工程测量中CORS的应用分析及发展趋势探讨
李志菁
(西安市勘察测绘院 陕西省西安市 710054)
连续运行卫星定位系统(GORS)是近年来研发出来的新测量技术,与传统测量技术相比,CORS具有低成本、高精度、覆盖率广、操作简便等优势。系统内RTK测量功能彻底改变了当前工程测量模式,工作效率大大提高。基于此,本文就CORS在工程测量中的应用进行详细探讨。
工程测量;CORS;应用;发展趋势
从目前来看,工程测量作业中普遍应用的是GPS实时动态差分定位,但是在实际应用过程中这种技术仍然存在一些局限,主要表现在点位测量不均匀、作业半径小、放样精度不均匀、需要重复架设基准站等。而CORS有效解决了上述问题,大大提高了工程测量的效率。
1 CORS概述
1.1 工作原理
CORS是将多个持续运行的GPS参考站均匀布置在目标区域内,形成一个完整的参考站网。参考站网内的每一个参考站均按照先前设定的采样率进行不间断观测,通过数据通信系统将观测到的信息及时传送给系统控制中心,由系统控制中心对观测数据进行分析和解算,将误差改正项估算出来,得到误差改正模型。然后将GPS改正数据发送给用户,对于用户来说,不需要做任何工作,只需要拥有一台GPS接收机即可,就能够获取高精度的定位信息。
1.2 技术优势
在CORS出现之前,地区测绘工作非常零散,自CORS出现以来,打破了这一局面,测绘工作不再分散、零乱,而是成为一个整体。与传统测量技术相比,CORS测量的优势主要体现在以下几个方面:①测量范围更大。传统测量技术测量范围较小,而CORS作业面非常大,可以是城市,甚至是省级行政区,同时也为测绘工作提供了一个统一的基准,彻底解决了不同系统之间的差异问题;②服务对象更广。能够为不同用户提供精确的数据服务;③GPS的有效服务得到了库扩展;④由于CORS的基站是连续、不间断工作的,所以方便用户进行实时观测,灵活性更高,工作效率得以大大提高;⑤数据监控系统更加完善,能够有效消除各系统之间的误差,并且得到的定位结果可靠性和精度更高;⑥用户不需要单独架设参考站,真正意义上实现了单机作业,节省了费用;⑦数据链通讯方式更加可靠,噪声干扰问题得到了解决;⑧能够为用户提供远程服务,实现了用户共享,同时,对数据精度要求比较高的用户,也可以为其提供下载服务[1]。
2 CORS在工程测量中的应用
2.1 控制测量
根据测量精度要求的不同,在开展控制测量时可以选择两种方式:①快速静态方式;②后处理静态方式。在快速静态模式下,GPS接收机必须在流动站上进行静止观测,通常情况下,5~10min左右就能够完成观测。后处理静态模式采用GNSS接收机,根据控制点的具体要求设置时段,通常情况下,数据采样率为10s、15s和30s,通过网络下载周围的参考站数据与测区内GPS控制点静态测量数据组成静态网,通过数据处理,得到控制点坐标,可用于高等级控制测量。在进行观测时,能够对卫星和基准站的观测数据进行同时接收,将用户站坐标和整周未知数解算出来,能够完全替代全站仪开展导线测量控制点的加密工作。
2.2 坐标放样
在工程放样作业中,传统测量技术(RTK)已经得到了非常广泛的应用,但是其中仍然存在许多缺陷,比如对控制点的埋设要求比较高,要求控制点均匀。经校正之后的控制点要能够和放样点的高程精度以及平面精度很好地拟合在一起。此外,传统测量技术受到电源限制,因此也不能进行连续性的工作,工作效率比较低,但是CORS则有效解决了上述问题,能够很好地完成普通工程放样,并且测量时间也非常短,只需要2~4s就可以完成测量工作,误差能够控制在1~3cm,并且在整个测量过程中都不需要进行通视。但是如果是精密的工程放样,那么仍然需要选择精度更高的全站仪来开展测量工作[2]。
2.3 数字测图
在地形平坦,视野开阔的地方,可以借助网络RTK对碎部点进行测量,将草图画出来,然后借助计算机软件编辑成图。同时,还有另一种方法可供选择,通过RTK直接对图根控制点坐标进行测量,再借助全站仪完成测图,最终制成数字地图。
2.4 变形监测
CORS在工程变形监测中的应用也十分普遍,能够对整个工程建设情况进行实时、长期监测,通过对比分析,找出工程变形问题,帮助施工人员及时将消除安全隐患。在特大型桥梁变形监测中,由于受到诸多因素的影响,很难保证变形监测结果的准确性,即使如此,施工方仍然需要消耗大量人力、财力、物力开展变形监测工作;在水库建设工程中,诸多因素也会导致水库坝体面临变形的风险。不仅如此,CORS在区域地面沉降的监测中也发挥着不可替代的作用。在监测对象范围内设置足够数量的观测点,采用CORS连续地对数据进行传递,再对数据处理后,将变形量计算出来,从而起到预报的作用,为决策者做出正确的预防措施提供依据。
2.5 房产地籍测量
CORS在房产地籍测量中的应用是对土地权属界址点位置进行精确测量,同时绘制出满足相关部门需求的房产图以及地籍平面图的,并将房屋和土地面积计算出来。房产地籍测量中应用网络RTK技术对每一宗土地的权属界址点进行测定以及测绘地籍与房地产图,能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。但是测量区域如果位于不利于信号接收的地方,还需要借助全站仪等工作进行细部测量。
3 CORS发展趋势
从当前来看,我国大多数行业卫星定位连续网络的建立已经趋于成熟,为了满足现代化建设的需要,一些城市也纷纷投入到了建立类似网络系统的大军中,可以说,目前我国已经进入到建设连续运行参考站的网络热潮中。我国改革开放的窗口——深圳,是我国第一个建立连续运行参考站系统的城市,目前已经正式投入全面使用。我国其他城市也陆续建立了与其相似的参考站网络系统。自2008年四川发生汶川地震后,四川省地震局随即建立了CDCORS[3],该系统建立之初的目的是对本省区内的地震灾害情况进行监测,但在该系统的不断发展过程中,蕴藏的一些重要功能被逐渐挖掘出来,在GPS大地测量中得到了广泛应用。除此之外,该系统设置了授权拨号登录,将网络使用权对外开放,用户GPS高精度差分定位精度更高。
对于地级市以及县测绘部门来说CORS价格昂贵,购买CORS压力较大,但CORS的应用也是大势所趋,这类部门必须建立CORS系统。建议此类部门结合本单位实际情况,在当前市场可供产品以及技术水平的前提下,选择单基站CORS较为理想。
现在,我国各地已经积极投入到了CORS系统的建设中,局部区域CORS系统通过区域连片、系统数据共享CORS系统必将服务于更广阔的客户和地区。
4 结语
综上所述,本文就CORS在工程测量中的应用进行了具体分析。目前,CORS作为一种低成本、高效率的新测量技术已经成为全国乃至世界范围内的测量发展趋势。虽然我国各地已经陆续建立了CORS系统,但是在资源共享、功能利用上还存在许多问题尚未解决。相信在不久的将来,随着的CORS的不断完善,一定能在气象辅助预报、地震监测、交通导航、城市规划建设等更多领域得到更加广泛的应用。
[1]张涛,姚焕炯.基于CORS的宁波城市道路工程测量技术研究[J].科技资讯,2014(3).
[2]马慧玲,王丹,黄吉来.CORS在城市工程测量中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2014(23).
[3]安和生.CORS-RTK在工程测量中的应用及精度提高措施研究[J].商品与质量·建筑与发展,2014(7).
P228.4
A
1004-7344(2016)05-0202-02
2016-1-29
李志菁(1963-),男,助理工程师,大专,主要从事工程测量方面的工作。