CORS系统建设及其在常规测量中的应用

赵辛宇

摘 要：本文主要探讨CORS系统的建设及其在常规测量中的应用。首先分析CORS系统的优势，然后结合实际项目案例，详细分析CORS系统的建设过程，最后对CORS系统在常规测量中的应用进行了探讨，以供参考。

关键词：CORS系统;建设流程;常规测量

中图分类号：P228.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）34-0034-03

CORS System Construction and its Application Analysis in Routine Survey

ZHAO Xinyu

（Fujian Institute of Geological Surveying and Mapping，Fuzhou Fujian 350011）

Abstract： This paper mainly discussed the construction of CORS system and its application in conventional measurement. Firstly， the advantages of CORS system were analyzed， and then the construction process of CORS system was analyzed in detail combining with the actual project case. Finally， the application of CORS system in conventional measurement was discussed for reference.

Keywords： CORS system;construction process;routine measurement

CORS（Continuously Operating Reference Stations，連续运行参考站）系统作为当前一种比较先进的测绘系统，本身具有应用领域广、测绘效率高、覆盖范围大等优点。但是，CORS系统的建设规模大、技术含量高、影响范围广，为了确保系统能顺利建设完成，有必要对CORS系统建设进行分析，并探讨其在常规测量中的应用。

1 CORS系统优势分析

相较于常规的RTK（Real-Time Kinematic，实时动态）作业系统，CORS系统具有如下优势。

第一，该系统能跨行业领域应用，不仅可以服务于测绘领域，而且能服务于其他领域，如交通领域、气象领域等，功能性覆盖领域更广。

第二，CORS系统能够提供更多丰富的服务，满足用户在不同场景下的各种需求，比如，CORS系统不仅能提供RTK、DGPS（Difference Global Positioning System，差分全球定位）等定位数据服务，而且能立足于测绘现场，为用户提供精准、实时定位的数据服务。

第三，CORS系统能够提供各种定位精度等级的数据，如为用户提供米级、分米级，甚至是厘米级的精准差分数据，从而满足人们不同层次的要求，因此能适用于多个场景。比如，在进行土地测量时，可以利用CORS系统提供的厘米级差分数据;在进行土地执法时，可以利用CORS系统提供的分米级差分数据;CORS系统本身还具有导航功能，在这一场景中，能用到CORS系统提供的米级精度的差分数据。

第四，CORS系统的覆盖范围较广，只需要搭建一个CORS系统，然后再结合不同测绘作业需要，布设好系统周边参考站，就能够实现大范围测量。在覆盖范围内，能实现单人作业，有效提升测绘工作效率。

第五，CORS系统提供稳定、统一的参考坐标系给所有用户共享，规范基础测绘数据。CORS系统所提供的数据都是建立在同一个坐标系上的，避免了坐标系不一致的问题，有效保障了数据测绘的统一性[1]。

2 CORS系统项目建设分析

2.1 项目概况

福建平潭综合实验区现代测绘基准体系GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）连续运行基准站系统（Pingtan Continuously Operating Reference Station，PCORS）是平潭区域级的连续运行基准站网络系统。该系统不仅可以向实验区内测绘用户提供高精度、连续的时间和空间基准，而且能向精密导航、精密定位、抗灾减灾等应用提供数据服务，是空间数据基础设施最为重要的组成部分。该地综合实验区现代测绘基准体系GNSS连续运行基准站系统（PCORS）也可与福建省连续运行卫星定位服务系统（Fujian Continuously Operating Reference Station，FJCORS）联网，通过加入省网，实现全省系统的互联互通和互操作与信息资源共享。

PCORS系统项目采用Trimble天宝设备，并利用Trimble VRS技术进行构建。在本项目中，需要新建4座基准站点组成系统基准网，可覆盖整个该地综合实验区陆地371.91 km2及周边的海域。数据处理与控制中心设在综合实验区环境与国土资源局信息中心的机房，通信线路选用中国移动的2M SDH数字电路，实现了数据处理与控制中心和各基准站点的通信连接，实现了使用无线公网的终端用户和数据处理与控制中心的通信。

2.2 PCORS系统项目建设分析

2.2.1 PCORS系统功能优势分析。建成后的PCORS系统的功能优势如下。

①GPS接收机能够接收多种类型的信号，如GPS、GLONASS、北斗卫星等信号。

②PCORS系统能够在综合实验区行政辖区内独立运行，以无线公网的方式开展数据服务，用户在系统覆盖范围内达到的实时定位精度如表1所示。

③PCORS系统具备良好的兼容性，能为不同品牌如天宝、华测、南方等GPS接收机用户提供数据服务，并发用户可达25个。

④PCORS系统基准站无人值守，能够自动运行，日可用性达到了平面97.4%、高程97.6%，均大于95%的合格指标。

⑤在断电情况下，基准站设备能依靠备用电源连续工作24 h以上，且系统还能够对设备完好性进行检测。系统自动对设备进行自检，出现问题时具有远程报警能力。

⑥支持数据处理与控制中心以远程方式对基准站进行设定、控制和检测。設定包括接收机参数;控制包括接收机启动与关闭、接收机参数的修改、数据传输控制;检测包括接收机状态、电源状态等[2]。

2.2.2 PCORS系统建设流程内容分析。CORS系统在实际建设过程中，主要包含以下建设流程内容。

①结合实际，完成基准站点的选址。在实际开展基准站点选址过程中，需要先根据项目设计书提供的拟选基准站位置进行实地勘测，检查拟选基准站位置卫星信号质量是否满足系统需求，明确是否存在明显的干扰源，最后进行综合比较，顺利选择出若干适合建立基准站点的区域。

②做好基建施工工作。在本次PCORS系统项目工程中，需要新建4座基准站点组成系统基准网，其中包含的基建施工内容有GNSS屋顶观测墩、观测室（机房）的改造和新建、电气工程（电力、防雷）改造等。具体分析如下。

第一，GNSS屋顶观测墩施工。屋顶观测墩建在屋顶主承重房梁上，在建设时，应先清除防水等覆盖物，观测墩基础与主承重房梁牢固连接;观测墩采用钢筋混凝土现场浇筑施工，采用的水泥标号不低于425#，石子采用级配合格的5～40 mm、大小不一的天然卵石或坚硬碎石，沙子采用0.15～3 mm粒径的中砂，含泥量不超过3%;观测墩的柱体钢筋骨架采用Φ20 mm螺纹钢筋，基座钢筋骨架采用Φ12 mm螺纹钢筋，裹筋采用Φ8 mm普通钢筋。施工时，在距两端100 mm处，分别向内弯成∩形弯，足筋下端300 mm处向外弯成∟形弯。

在建造基座时，可采用以下方法。按设计尺寸挖凿基座，两条基座边与东西向平行。基座的四边与底面平整且基座底面处于水平状态。在基座四角（距边缘各约10 cm）及中心位置钻Φ20 mm、深15 cm的孔洞，并打入Φ20 mm、长30 cm的螺纹钢筋。建造基座时浇筑混凝土约10 cm，充分捣固后放入焊接好的各部钢筋笼，并焊接在一起，底部与打入主承重房梁的钢筋焊接，浇灌混凝土至基座顶面，充分捣固并使混凝土顶面处于水平状态。待混凝土凝固后垂直安置覆盖层基座模型板，浇灌混凝土至覆盖层基座顶面，充分捣固并使混凝土顶面处于水平状态。

第二，观测室施工。为减少施工成本，本次项目直接将选择的基准站点建筑屋顶楼梯间、活动室加以改造，作观察室使用。

第三，防雷工程施工。该项目采用ZC29B-2地阻表对各房屋原有地网进行检测，经检测，接地电阻均小于4 Ω。将避雷针、观测室的机柜与房屋原有地网进行有效连接，加以利用。在安装避雷针时，应在天线墩相距4～6 m处安装一根标准避雷针，避雷针高度≥（避雷针与天线墩距离+天线墩高度）。将避雷针与已有建筑物地网进行焊接，所有焊口刷上防锈漆。

③通信网络建设。对于本项目的通信网络建设，经与业主沟通洽谈后，最终选用中国移动的2M SDH数字电路实现了数据处理与控制中心和各基准站点的通信连接，其通信网络建设主要由平潭综合实验区移动公司负责建设和保障。

④系统设备安装与调试。首先是基站安装，然后是GPS的安装，Trimble Zephyr Geodetic2 大盘天线一端连接天线电缆，并穿入PVC管隐藏在屋顶隔热层中，然后引入各基准站点的控制室并连接Trimble NetR9接收机主机的感应雷防护端口。接收机主体固定在机柜搁层板上。除此之外，还需要完成电源系统的安装与防雷系统安装工作，由于篇幅有限，在此不再赘述。在实际进行设备调试时，需要做好基准站GNSS天线、防护罩、接收机、交换机等装置设备的调试等。

⑤做好PCORS系统功能的测试工作。该项工作包含诸多内容，如PCORS系统功能测试（包括通信网络测试、远程控制测试、系统自动运行能力测试、用户设备兼容性测试等）、系统性能指标测试（包括系统时间可用性测试、系统空间可用性测试、系统定位精度测试等）等。在进行系统定位精度测试时，针对测试点的平面点位外符合中误差（[MP]），采用式（1）进行计算：

[MP=dPdPN]                                    （1）

式中，[N]表示测试点个数;[dP]表示测试点的已知平面点位与观测的平面点位平均值的差值，cm。

3 CORS系统在常规测量中的应用

3.1 大地测量

利用CORS进行大地测量时，能实现与参考基准站点的联测，从而获得精度比较高的测量数据。通过利用这些数据，测绘人员能完成新地面控制网的建立，并以此为依据，对已有地面网进行检核，保证已有地面网的准确性。例如，在E级控制网进行大地测量工作的过程中，若在测区周围200 km范围内，CORS参考站数量高于2个，且有2个或者2个以上正常工作的CORS参考站，便能够直接进行静态观测。在观测过程中，需要与CORS站联测。同时，还需要将CORS点作为起算点，完成对测量数据的平差处理，最终能够准确获取E级控制点的坐标。具体而言，在GNSS四等点中，需要观测1个时段，每个时段应为4 h，同时，还需要每间隔10 s做好一次采样，在观测时段，如果需要进行UTC时间选择，可以在0～24 h随意选择。

3.2 地籍与宗地测量

在实际进行地籍与宗地测量时，可以在CORS系统下，采用RTK技术进行测量，以准确获取界址点位置测绘信息，明确一些标志性的地物点位置，最终获得的测绘结果有着较高精度，一般能够达到厘米级。在获取GNSS数据后，可以将数据直接录入相关软件中，实现三维点云数据的生成，便能获得地籍和宗地图。但在一些比较偏僻的地带，由于卫星信号比较差，因此难以保证测绘数据的准确性。为了提高测绘精度，还需要借助一些传统测绘工具，如全站仪、测距仪等，针对局部地区，采用解析法或图解法等方式，完成细部测量，以保证地籍图或宗地图的测绘数据的全面准确性。

3.3 数字地形图测绘

在实际进行数字地形测绘时，如果采用传统测图方法，需要先完成控制网点的布设。在布设过程中，一般对国家高等级控制网点比较依赖，需要在其基础上，做好次级控制网点的加密，最后以此为依据，完成地物点位置信息的测定，再根据相应的制图规则，完成平面图的绘制。这个过程比较复杂，而通过采用CORS技术，无须应用上述复杂的步骤，甚至不需要进行各级控制点的布设，测绘工作人员只需要在CORS覆盖范围内采用流动站，便能获得高精度的数字地形图坐标信息。

4 结语

相较于传统策略技术，CORS系统测量功能更为强大，优势也比较明显，因此对CORS系统的建设过程进行深入探讨，并在常规测量的过程中加强对CORS系统的应用，能有效提高测绘效率，推动我国测绘行业的发展。

参考文献：

[1]陈寿辙.基于HiCORS系统的网络RTK技术在地形测量中的应用与实践[J].资源信息与工程，2017（6）：132-133.

[2]付黎明.浅析CORS系统在城市工程测绘中的应用[J].消费导刊，2018（16）：53-54.