CORS技术在带状地形图测量设计与实施中的应用

魏长寿 王翔

摘 要：在带状工程测量中，CORS技术是近年来出现的一种融合卫星定位技术、计算机网络技术和数字通信技术的测量新技术。本文以某市龍腾路测量项目为例，介绍了CORS技术的基本原理；并且探讨了CORS技术在建立图根控制网作业实施中，对于带状地形图测量的点位位置的精度影响，使用GNSS和全站仪相互配合的方法完成了带状地形图的测量。对于测量中难易准确测量的部分使用全站仪来补测GNSS数据，充分发挥了GNSS及全站仪联合测图的技术优势，精简了施测流程，有效控制了测量误差，测量效率大幅提高；论文最后使用CASS软件绘制了带状地形图，完成了此项目的相关技术要求。实践证明本文的测量方案设计和实施，完全满足龙腾路项目精度要求。

关键词：带状地形图；GNSS；控制测量；全站仪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.120

1 引言

带状地形图的重要性在于它对于城市地铁建设、高速公路、管线等在规划、设计方面是第一手资料，而且保证了项目能够得到最优化路线，可见其重要性所在。常规的三角、三边、边角等测量方法操作流程复杂、精度把握不准，成本高、效率差，同时带状工程设计质量要求高、工期要求紧[1]。

本文是龙腾路带状地形图丈量，作为海州露天矿生态环境管理的基本性工程，能够带动城市南部地区的区位优势，大幅度提升该地区的开发价值，作为该市的一个新景观，海州区露天矿周边地区将更加适合居民居住，随之，会有大批的人口流动转移，在南面和北面可以形成新的城市的格局，有利于城市的发展，拓宽了空间。公路带状地形图为线路规划设计和实施等任务的基本观测资料[3]。

2 GNSS工作原理

GNSS 满星座运行时，空间段将包含导航卫星30颗左右，使得在任意时刻、地面上任意观测点可以同时观测4颗以上的卫星[4]。在进行GNSS观测时，假设GNSS卫星位置精确可知，就可以根据三维坐标中的距离公式，解算观测点的位置（X，Y，Z） [5]。当接收机捕获4颗以上卫星时，接收机可按卫星的星座分布将卫星分成每4颗一组，求解误差最小的定位结果，从而提高导航定位精度[6]。

3 控制测量方案设计

3.1 CORS工作原理

CORS实际就是在一个相对大的范围内平均分布多个永远性的持续运作GPS参照站[8]。CORS体系的操控中心收到经过装置设备的信息通信系统传送来的已经观察好的资料，首先它会快速地进行预处理和质量分析，包括对每一站的数据，然后解算全部数据，最后实时地对各种系统误差改正项（卫星轨道误差、对流层、电离层）进行估算，得到误差改正模型 [9]。用户只需一台GPS接收机，就可以实时或者事后得到高精度的测量结果。

3.2 CORS建立图根控制网

3.2.1 GNSS布设原则

本工程平面控制测量采用CORS建立图根控制网，GNSS控制网布设遵循从整体到局部、分级布网的原则。

3.2.2 施测方法

（1）选点前期收集相关于工程的各类材料：平面坐标、坐标系统、技术总结、高程之类的既有控制测量材料 [10]。

（2）所选点位必需与技术需求中的GNSS点位相符，方便利用各种测量方式。

（3）在埋设GNSS网点的工作中的标石要有中心标志，点的标石与标志务必稳固可靠。

3.2.3 外业成果记录

观测记录项目主要有：测站名、测站号、观测单元号、时段号、近似坐标及高程、天线及接收机编号、天线高、观测日期、采样间隔、卫星截止高度角。

3.2.4 内业数据处理

4 数据处理及精度分析

4.1 cass软件进行地形图的绘制

4.1.1 读取外业数据

4.1.2 图幅接边

4.1.3 图形编辑

4.1.4 形成地形图制图数据

4.1.5 检查修改

对照原图进行图面和数据检查修改。

4.1.6 数据转换及输出薄膜地形图

4.2 地形图建筑物边长精度比较

GNSS测量结果与钢尺测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为3cm ，最小为1cm。根据《工程测量规范》，GNSS测量的长度误差均在±3 c m以内，所以数据符合要求。

4.3 地形图点放样精度比较

从上述表格的测量互差结果分析出，GNSS与全站仪测量的互差都在厘米级以内，其中3.4cm为最大互差，0.4cm为最小互差。依据《工程测量规范》中的要求，点位误差要求<5cm，所以用全站仪检验GNSS放样点点位误差符合精度要求。

4.4 地形图高程精度比较

拟合高程结果与RTK测量结果，其中互差最大为0.6cm，最小为0.1cm，RTK测量高度相对于拟合高程的中误差按公式m=±，结果为0.29cm，符合精度要求。

5 结论

本文通过对龙腾路带状地形图的测量设计，介绍了该项工程的概况以及测量的技术依据，在对龙腾路带状地形图进行测量时，利用CORS建立了图根控制网；根据相应的规范要求利用GNSS对碎部点进行观测、记录，采集外业数据，然后对采集到的外业数据进行处理，使用CASS软件绘制龙腾路带状地形图。实践证明本文的测量方案设计和实施，测绘结果误差较小高，流程规范，完全满足龙腾路项目精度要求。

参考文献：

[1]张恒，于洋.公路带状地形图测绘方法研究[J].四川建筑，2016（01）.

[2]孟凡超.GPS-RTK 与全站仪联合作业在数字测图中的应用[J].北京测绘，2010（02）.

[3]马涛.用RTK进行带状地形图测量的精度分析[J].新疆有色金属，2011（S2）.

[4]罗京华.浅谈 GPS RTK 在河道地形测量中的应用[J].今日财富，2011（06）.

[5]韩棚举，王经国.GPS-RTK测量技术在公路工程测量中的优势[J].科技视界，2013（05）.

[6]卢伟，宋雅双，王棋.全野外大比例尺带状地形图测图方法探讨[J].价值工程，2013（23）.

[7]马广涛.带状地形图航空摄影测量技术流程与案例分析[J].科技信息，2012（22）.

[8]张添兵.网络RTK技术在山区工程测量中的应用[J].城市勘测，2012（03）.

[9]邵连训.航测方法测绘1：2000带状地形图技术分析[J].中国地名，2011（02）.

[10]孙洪江，李青.数字化公路带状地形图的应用[J].交通标准化，2010（18）.

内蒙古科技大学创新基金项目 项目编号：2016QDL-S07