基于CORS的高精度GPS测量方法在公路测量中的应用研究

李鹏 李有权 肖利

摘   要：社会经济的不断发展壮大使我国交通网络不断建设，给人们的生活带来了便利。但是在设计方案初期，受到施工环境、地形地貌的影响，增加了测量工作的难度，这时采用传统的测量方法取得的数据存在准确度不高、存在误差等问题，从而导致施工图纸存在诸多问题，无法确保施工质量，不利于公路交通事业的稳定长期发展。目前，一种基于CORS的高精度GPS测量技术已被广泛应用于公路测量中，该技术具有准确度高、效率高等优点。该文将针对基于CORS的高精度GPS测量技术进行分析。

关键词：基于CORS的高精度GPS;测量技术;公路测量;具体应用

中图分类号：P228.4                   文献标志码：A

公路建设事业的蓬勃发展，提高了线路勘测结果的精确度，随着公路路段跨度的增加，已知点逐渐减少，从而导致传统的测量方法已无法满足勘测要求。GPS定位技术具有操作时间短、定位精度高、三维可视效果等优势，已被应用于各类测量中。基于CORS的高精度GPS测量方法具有测量速度快、精度高等特点，将该技术应用于公路测量中效果非常理想。

1 CORS系统

1.1 CORS的工作原理

在使用CORS时，先要在测量范围内建立多个连续运行的基准站，每个基准站与监控分析中心通过数据传输系统形成一个专用网络，强大的基准站网络在整个系统运用过程中，每个基准站都能按照要求进行采样监测，再通过通信系统将采集到的数据传输到控制中心，提供国际通用格式的站点坐标和GPS测量数据，并输送至数据处理中心，在控制中心对这些数据进行深入分析与处理，保证数据的完整统一，针对实时观测数据在控制中心进行整体建模解算;最后将数据传输到GPS接收器上，从而得到高精度的定位数据。及时满足各行各业对精度定位，快速和实时定位、导航的要求。

1.2 CORS系统的发展现状及必要性

深圳是我国第一个建立参考站连续运行系统的城市，深圳已启动了该系统，随后青岛、北京、天津、广州、上海、苏州、成都等城市也建立了该系统。CORS系统提供的主要服务是实时差分定位，从而扩大了公路测量的范围，同时提高测量的准确度。此外，随着计算机技术的发展，城市规划及建设、国土测绘、地籍管理、环境监测、地质防灾、公安监控、导航定位等多种现代化信息化管理的发展都需要实时的地理数据给予支持。

2 CORS系统在道路测量中的具体应用

选取某段位于山区的公路，该公路山岭纵横，受到历史因素的影响，该区域内并没有高等级已知点;在这种情况下，一方面已知的公路控制点达不到通视效果，传统的全站仪导线控制点无法确保控制网的连贯性，更无法确保控制的精准度;另一方面，普通的GPS无法建立有效的，以公路线性相延伸的控制网，也不能确保其精准度。而依据有关规定，公路项目的首级控制网——GPS控制网设定的通视GPS控制点间隔应在5 000 m，布网方式选择连式布网;将基于CORS高精度GPS测量技术应用于该路段的测量中，在公路两侧布置控制点，再利用Ashtch接收机进行测量，采样间隔时间设为10 s，经过对测量结果进行研究显示，基线精准度控制范围在2 cm，测量精度非常高，足够满足公路测量要求。

3 基于CORS的高精度GPS測量方法在公路测量中的具体应用

3.1 测绘公路工程线形

在传统的公路测量中，多采用RTK技术，而这种测量方法需将参考站设在精度高的坐标上，再传递差分信息。但是该技术也存在局限性，即参考站在测量中切忌出现故障，一旦发生故障就会影响到流动站接收信息的精准性;此外，由于测量精度随着距离的拉开而降低，因此设置参考站的距离需在10 km以内。但基于CORS的高精度GPS技术就不会存在这些问题，它的参考站和流动站之间的最大距离值可达到50 km，同时测量的精准度不会降低。在实践中，可将一个已知GPS-RTK接收机作为流动参考站，在车辆行驶一定距离后进行数据采集，当遇到显著的地标性建筑时，开始将实时定位数据传输到计算机中，再利用相关软件对其进行处理，最后结合地形图准确绘制出公路线路，最大限度地减少误差的产生。

3.2 控制测量

传统公路测量方法中，通常将三角网或导线网作为控制测量的方法，而大量的实践表明，这种控制测量方法对所测区域内的地貌地形要求极高，同时邻近的控制点间必须能够通视。CORS系统可以高精度地获取空间数据、地理特征、重要的城市基础设施，同时，也需要测量人员掌控每个控制测量环节，当出现偏差、超过规定范围且与技术规范要求不符时，就要及时纠正并重新测量。可见，提高测量精准度是控制测量工作的必然选择，GPS静态测量技术能够有效提高测量结果的精准度，但实现这点要求的基础是在闭合的条件下处理信息数据。而CORS系统不但能够通过自动化技术自动测算结果，而且保证了测量的实时性，也在降低工作量的同时提高了测量的精准度，优势非常显著。

3.3 测量纵横断面的应用

在测量纵断面时，先将中桩的高程参数测量出来，再以这些数据为依据进行下一步工作;其次在测量横断面之前，要将中线、中桩进行重合，当地面形成垂直起伏状态时方可进行测量，最后确定图纸，而在开展路基、土方石施工设计时就要以该图纸为依据制定施工方案。传统测量方法需要设立多个观测点，想获得测量参数就必须对各个站点的数据进行整合，因此需要大量的人力、物力投入;而且这种测量方式所得到的数据的精准度也不高，一旦施工过程中受到较大的外界影响，水准仪就失去了效用，就需要人员来绘制图形，这样严重影响了施工质量。而基于CORS的高精度GPS测量技术的应用，将数据输入电子手簿中，系统就会自动分析数据，得到放样文件，工作人员利用该文件进行纵断面放样以达到获得测量数据的目的;此外，确定横断面的形式后，将放样数据录入手簿中，便可得到放样测量数据，在很大程度上减少了工作量及工作难度，使用效果非常理想。

3.4 公路中线的测量

公路中线的测量多采用全站仪来完成，测量前工作人员需计算出道路中桩的坐标及标准桩号，从而得出控制点，在控制点上放置全站仪即可开展该工作。而依靠全站仪测量中线时，必须要保持控制点间的通视，但是有些控制点通视效果不理想，因此导致控制点放样出现误差，测量误差问题严重。而采用基于CORS的高精度GPS技术测量中线时，在电子手簿中输入中桩的具体坐标即可，该系统会对各坐标点中桩进行独立测量，最大限度地避免了人工误差的产生，确保每个控制点均能够进行高精度值的放样工作。

4 结语

在现代公路建设中，现代科学技术层出不穷，由该文分析可知，基于CORS的高精度GPS技术在公路测量中有着不可言喻的作用，是不可或缺的测量技术，在运用该技术时，一方面提高了测量工作的质量及工作效率，另一方面该技术的运用使更多人力资源被解放出来。因此应加大对基于CORS的高精度GPS的研究，使其为公路建设提供更有力的保障。

参考文献

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