基于CORS的线路工程测量案例研究

郑兴强　陆光灿

摘 要：本文以CORS技术在城市道路工程测量中的应用为研究对象，论文首先概述了CORS系统组成及原理，然后分析了道路工程测量的主要内容，进而详细研究了外业施测的内容，最后探讨了观测数据的分析思路，证明了CORS测量满足道路工程测量的要求。

关键词：CORS 道路 工程测量 观测数据分析

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0000-00

1 CORS 系统的组成

CORS 系统由基准站网、数据处理中心、数据通讯部分、用户应用系统 4 个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。

1） 基准站网。基准站网是由范围内均匀分布的固定基准站组成。负责采集 GPS 卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。2） 数据处理中心。数据处理中心是 CORS 的核心单元，也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。3） 数据通讯部分。CORS 的数据通讯包括固定基准站到控制中心的通讯及控制中心到用户的通讯。4） 用户应用系统。包括用户信息接收系统、网络型 RTK 定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。

CORS 系统的定位精度除受到信号传播误差、轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及多路径效应的影响外，还受到定位参考框架的选择、参考站坐标解算过程中 IGS 跟踪站的选取，以及流动站在参考站网中的位置、观测时段及卫星分布情况、系统定位算法的优劣等影响。

2 实例分析

2.1 工程概况

本文采用的实例项目是绍兴某公路工程项目，项目按四级公路的技术标准设计，全长 27.6km，测区为南部山区，山高林盛，林道为年久土路，现需重新规划和建设，改善行车及森林防火条件，同时带动山区经济发展和旅游开发。

2.2 测量仪器

CQCORS 网络 RTK，主要设备为 TOPCON HiperGb 接收机，FC 系列手簿，有蓝牙功能的 NOKIA手机； NIKON 全站仪（ 2″） 1 台，DS3 水准仪1 台等.

2.3 道路中线测设

根据公路现状，内业解算出公路中线桩号和中桩坐标，每隔 20 m 解算一个中桩，在地形变坡处、公路交叉口、曲线主点、土质变化不良地段进行加桩， 用CORS 放样功能将中桩及加桩放于实地。

2.4 道路纵断面测量

公路中线确定后，根据CORS 采集的中线桩点坐标，通过绘图软件绘制出公路纵横断面图。

2.5 施工控制点测量

在公路交叉口施工范围外 5～10 m 各选择 4个施工控制点，用三脚架固定方式独立测量两测回取平均值。

2.6 观测数据分析

观测完成后对观测数据进行了以下对比：

1）CORS 所放样中桩实地用全站仪观测进行对比。将公路部分路段300 m 的中桩CORS 所测值再用全站仪测量，坐标差值 Y 最大值为 0.015m，X 最大值为 0.021 m，点位误差最大值出现在 K0+ 140 处，点位最大误差为0. 026 m。结果见表 1。

2）CORS 所测中桩高程与水准点联测平差高程进行对比，将公路部分路段 300 m 中桩的CORS 直接所测高程再经水准点联测平差后相比较，高程最大差值在 K3 + 157 处，最大值为 0.033m。结果如表 2 所示。

3）CORS 测量内符合精度统计，内符合精度统计采用测量值与组内平均值比较的方法，即计算每组观测数据的平均值，再与每个观测值计算较差，从而计算出测量值在 X，Y，H 方向的内符合精度，结果见表 3。

由表 1、表 2 可以看出，基于CORS 的网络RTK 放样成果与全站仪的放样成果相差不大，与水准点联测平差后的高差也相差不大，大部分为毫米级，其余差值为厘米级。平面成果中最大差值为26 mm，高程成果中最大差值为 33 mm，满足公路工程施工的放样要求。从表3 可以看出CORS公路测量点位精度没有随距离的变化发生变化，CORS 系统在网内、网外内符合精度无明显差别，X方向为 ± 0.9 cm，Y 方向为 ± 0.9 cm，H 方向为± 1.8 cm。而在效率方面，根据经验要在同一等级的精度要求，常规测量方法下，完成这样近 30 km的公路测量，需要 5 个工序，至少需要 6 人，20d 的工期，其中仅砍伐影响线路通视的林木就要占据 1/3～1/2 的工作量。而使用CORS，一人一机，仅需 2 个工序，2 人 12 d 工期即可完成。

4 结论

1）完成公路测量，CORS 与传统测量相比较，工作效率高，效果更加显著，是常规测量方法的4 倍以上，但必须保证测区CORS 网络覆盖及无线网络与移动用户通讯畅通。2） 相比与常规测量方法的误差累积，CORS公路测量结果整体精度均匀、独立。

参考文献

[1] 李华. 浅谈GPS技术在公路外业测量中的应用[J]. 科技资讯. 2010（16） . 22～24

[2] 范滋胜. GPS在长江口深水航道治理工程软土地基沉降观测中的应用[J]. 港工技术. 2004（04） . 31～35

[3] 高华峰，张海春. RTK技术结合全站仪在土地平整测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息. 2007（02） .11～12