CORS在水利工程测量领域的运用

罗友文

摘 要：当前科学技术发展进步，人们对水利工程项目中的测量效率与精度要求也越来越高，为了保证测量品质又实现工程成本控制，本文就提出了CORS（Continuous Operational Reference System）GPS基准站网监测系统，希望借助它的功能优越性来实现对水利工程测量领域的多方向应用，并加以例证分析。

关键词：CORS技术 水利工程测量 GPS-RTK 应用 精度

CORS技术能够在恰当时点为水利工程项目提供导航、定位服务内容，同时对项目进行高精度、高效率测量，为项目实施过程节约大量资金，缩短工期，是目前水利工程项目测量中比较推崇的创新科学技术。

1.关于CORS技术

1.1技术起源

传统的GPS-RTK技术可以为测量站点提供精确三维定位结果，这是因为它利用到了GPS的全球精准定位能力和RTK的实时快捷与简易性特征，在测量领域拥有极为广泛有效的应用。但伴随当前基准站与流动站之间距离越来越大，GPS-RTK技术的应用能力相应减弱，其测量误差相关性把握能力也有下降，很多时间无法精确定位对象点，且整周模糊度难以确定，无法获得测量对象固定解。当前许多水利工程项目地处山区位置，其所配备的流动站不但与基准站相差距离较远，而且流动站信号由于山区阻隔很难实现良好通信，此时RTK接收信号就会偏弱。为了解决这一传统技术难题，人们就研究并提出了基于GNSS基准站网络的CORS全新技术系统。

1.2技术原理

不同于常规的GPS-RTK技术， C OR S技术网络固定参考站不会直接面向移动用户发送任何修正信息，而是直接将原始数据发送给后台控制中心。后台控制中心在对信息进行处理后通过GSM技术发送概率坐标，然后才能与流动站建立联系，确立最佳固定基准站。该基准站会基于信息整体来修正GPS轨道误差，也包括由对流層、大气层折射所造成的误差，在修正误差后将高精度差分信号直接发送到流动站，再生成一个虚拟信号参考基站，解决传统RTK技术在长距离测量作业数据传递方面的信号限制问题，同时保证输出信号高精度。在该误差修正过程中，CORS技术网络会为误差构建改正模型，进行网络平差结算，再根据用户定位位置的近似位置来发送误差修正参数，最后获得用户所希望获得的精确实时定位效果。

2.CORS技术在水利工程测量领域的运用分析

CORS技术在当前水利工程项目测量领域中的运用非常广泛，因为它能够为项目提供厘米级精度定位服务，且也能够满足传统GPS-RTK所具备的实时定位导航与高精度测量要求，在测量可靠性与效率方面比GPSRTK技术更高，因此被各省市级大型水利工程建设所采纳。以下简要分析CORS技术在水利工程测量中两个方面的技术运用过程。

（1）在水利工程项目控制测量方面的应用。如上文所述，我国大部分水利工程地处位置偏远，例如深山山区内，这些地带地形较为复杂，在控制点布设上具有较大难度，传统的导线测量、三角测量、包括GPS-RTK技术由于受到点点通视条件限制，只有多次迁站观测才能实现有效测量，但不但测量精度无法保证还会花费较高成本。如果选择采用CORS技术，首先在控制点布设方面就能凸显优势，它的控制点布设相对更简单，在控制测量方面也能精确到厘米级别，而且不要求点点之间布设满足通视条件，这就规避了可能存在的层层控制的点位误差累计问题，包括点位分布不均匀问题。利用CORS在水利工程项目中可以实现实时控制测量，随时定位并随时确定定位精度，对提高测量作业效率很有帮助。就目前来看，CORS技术在控制测量方面表现尚佳，但在针对高精度的静态定位测量方面还要运用到GPS定位技术，二者结合能够为水利工程项目提供更高精度的项目控制测量结果。

举例来说，在针对水利工程项目的高程控制测量方面，就需要将CORS技术与高程系统结合起来，将大地作为水准基准面来构建新的高程系统。在这里CORS负责测量地面点WGS-84坐标系中的大地标高，然后在高程系统与CORS技术中转换关系，得出最终测量结果。对于某些地形相对平坦地区，在控制测量上对高程方向精度要求不会太苛刻，利用RTK技术就能完成。如果是地形复杂的山区水利工程项目，同样测量方法可能会出现对象点的高程异常问题，此时要基于CORS技术来建立高程异常修正模型，再在该区域内获得某一点的大地标高，通过模型插值计算来明确高程异常状况，最终获得正常标高，达到针对水利工程项目区域内的高程有效控制。

（2）在水利工程项目施工测量方面的应用。在水利工程项目施工阶段的测量作业情况复杂，就以放样为例，由于水利工程项目放样工作量偏大，所以为了满足工期需求，夜间也要进行放样。对于传统全站仪而言，它的技术是难以满足夜间放样要求的，所以这里还要运用到CORS技术。该技术不受夜间条件限制，根据WGS-84坐标系配合施工坐标系来转换参数，同时将放样桩位点坐标输入到电子手账中，该技术即使遇到交叉性建筑物等复杂地理状态也能轻松展开直线与曲线放样过程，具有一定技术优势性。

另外在水利工程的断面测量应用中也能看到CORS技术的身影，通过该技术配合RTK技术设计河道线形，实时为河道纵向与横向方位提供断面高程点测量数据，再通过CORS技术来进行纵横断面测量，其测量精度也能达到厘米级，实现对水利工程项目中河道断面的精确测量。

3.CORS在水利工程测量领域的案例分析

CORS技术测量精度较高，但为了验证它的高精度，本文还是选择了某水利工程项目区域，对该区域中的部分控制点已知数据进行基于CORS的测量检验过程。具体来讲，要通过CORS技术对该测区范围内的5个E级GPS控制点进行均匀分布，目前已知这5个起算点覆盖整个作业测区，对它们进行点校正，并实施坐标参数转换。在测量前明确了5个控制起算点的检验参数，在校正后获得它们各自的水平残差与高程残差，如表1。

如表1，在进行参数转换之后利用CORS技术来测量已知控制起算点（5个），并对它们进行精度检测，最后取得固定解。根据结果可以看到基于CORS技术测量后水利工程区域内所布设控制起算点的水平方向与高程方向精度都保持在3cm以内，这说明其控制测量过程基本满足标准精度要求。

4.总结

综上所述，CORS技术在水利工程项目测量方面具有极大优势性，而且测量数据精确，实际应用价值更高于传统的GPS-RTK技术，应该在未来为水利工程测量领域进一步广泛推广应用。

参考文献：

[1]裴锫.CORS系统的网络RTK技术在水利工程测量中的应用[J].河南水利与南水北调，2015（23）：61-62.

[2]魏理想.CORS技术在地籍测量中的应用[J].北京测绘，2015（6）：85-87.

[3]沈锋.CORS技术在地形测图中的应用[J].环球人文地理，2016（18）：30.endprint