利用CORS技术求解CGCS2000与独立坐标转换参数的探讨

马维康 刘长杰 胡广俊 张金柱

本文着重介绍了CORS测量技术的优势及解算方法，介绍了应用CORS测量技术求解CGCS2000与洛阳石化独立坐标间转换参数的方法及过程，探讨CORS测量技术在城市测量中的应用。CORS测量技术是全球卫星定位系统，是利用多基站网络RTK技术创建的连续运行（卫星定位服务）参考站。它是由地面参考站网、数据处理与控制中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、移动用户系统五个部分组成，各地面基站与控制监测中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。它是高新技术多方位、深度结晶的产物，它可以让流动站在其覆盖的区域作业更方便！与常规RTK技术相比非常显著地提高了工作效率和观测精度,使得基础测绘、房产测绘及地籍测量变得方便、快速、可信。

一、CORS测量技术优势

CORS系统相比较于常规RTK测绘来说，最大的优势就是它的精度分布均匀。在使用常规RTK进行作业时，用户必须自己架设参考站，通过电台发射数据信号才能正常工作，由于受到参考站和流动站受到距离限制，一般我们认为15km左右，测量精度就会随着距离的增大而变低。而CORS方式的RTK作业，不需要用户再架设基准站，它是通过一定的数学算法对分布在一定区域内的多台基准站的坐标和实时观测的数据进行系统综合误差改正建模，尽可能地消除系统综合误差，观测精度不受距离限制，不会因距离远导致测量精度变低。

在过去进行常规RTK测量时，架设基准站要选择在开阔安全的地方，远离大型障碍物及干扰源。需要架设电台和天线，配置各种参数，输入已知坐标等，然后启动基准站及电台，完成数据链连接，卫星搜索与锁定，一切就绪后才能数据采集。而CORS系统是连续运行的，所以在野外进行作业时，无需架设基准站等设备，只要一台流动站，一次性设置好连接CORS网络的参数，输入账号及密码便可开始测量。所以两者相比较，运用CORS系统能够节省大量的人力物力，降低生产成本。

二、技术方法

第1种方法是“静态观测”，该方法是在该工区周围均匀选取4个以上已知的控制点，架设好仪器同步观测至少1个小时。观测完把原始数据拷给内业，用LGO7.01软件进行基线处理，无约束平差，求得各点的CGCS2000坐标。然后建立另一个项目，这时需要知道独立坐标系的椭球参数、北平移量和东平移量、中央子午线，建立地方坐标系。通过“基准转换”求得一套参数，约束平差计算出未知点坐标。第2种方法是“点校正”，（1）打开TGO,新建项目，坐标系选择CGCS2000，在工具栏中选择“测量—GPS点校正”，出现“GPS点校正”对话框，单击“点列表(L)”，弹出“点列表”对话框，用鼠标单击控制网图中任一控制点，则该点的点名及坐标就出现在“GPS点”相应的框内，这时，在“网格点”的“数值”框内输入与此对应的地方控制点坐标，依次输入网中所有控制点坐标后，单击“确认”，返回到“GPS点校正”对话框。（2）在“GPS点校正”对话框中，选择“基准转换”选择三参数或七参数，或选择垂直平差计算GPS点的正常高)，单击“计算(C)”。（3）在“点校正”对话框中，单击“报告(R)”，查看转换参数以及相关残差精度。然后，单击“确认”返回。（4）选择“报告(R)／附加报告(A)”，出现“附加报告”列表框，选择“点”，单击“确认”，由浏览器打开“点”坐标报告，报告中包括所有点的地方独立坐标系坐标成果。

三、工程实例

1.项目概述

洛阳石化介于东经112.57~112.60，北纬34.90~34.92 之间。是中国石油化工集团公司下属一家从事石油炼制及乙烯、芳烃等烃类及衍生物生产加工为主的特大型石油化工企业。面对日益严重环保压力，集团公司下定决心坚决整治环境污染事件，炼化企业污（雨）水管线是企业向外排放的重要通道，极易引发环境事件，为了健全完善安全规范及相关标准。公司组织力量加快开展污（雨）水管线普查工作，全面尽快摸清管线底数，形成污（雨）水管网“一张图”，建立污（雨）水管道数据信息和事故数据库，全面监测管线排放指标数据。2021年4月测绘地理信息中心承担中石化洛阳石化公司污（雨）水管网系统管线勘测项目的管线探测与数据采集任务。但是该厂区规划、测量采用独立坐标系。为了满足智能化管线探测最终CGCS2000坐标成果的需要，求出本地区RTK的转换参数意义重大。

2.解算检核

从洛阳石化档案信息中心搜集到厂区坐标系控制点成果，选取均匀分布洛阳石化厂区的7个起算点,高程为四等1956黄海高程。见表1：

表1 起算点高程表

使用千寻CORS系统测量7个控制点的CGCS2000成果见表2：使用TGO软件进行“点校正”。勾选“基准转换-七参数”，校正完后最大水平残差为±0.011m，最大垂直残差±0.016m，获取CGCS2000坐标系到厂区独立坐标系转换七参数。

表2 起算点CGCS2000成果表

选取未参与计算的5个起算点（GP03、GP25、GP27、GP28、GP34）进行检核精度。首先用所求参数对上面5个点进行坐标转换求取CGCS2000成果，然后用CORS测量出CGCS2000成果，两者进行比较。检核点与已知点的比较 ：纵向较差：-0.010～0.011m，横向较差：-0.016～0.012m，高程较差：-0.010～0.010m。这一结果说明，我们所求的转换参数是可靠的，为今后在该测区进行相关测绘活动，提供可靠的起算资料。

表3 成果对比表

四、结语

(1)我们在实例解算中这些点都在厂区内离大型炼化装置较近，车辆来往频繁，对观测效果影响大。并且做静态观测需要消耗大量时间及人力物力。而相对于CORS测量，单人就可以操作，并且大大地缩短观测时间，提高了工作效率。(2)求得CGCS2000坐标与厂区坐标的转换参数，可以方便在该区域进行的RTK测量活动，不受起始点和地形的限制，及周围环境的影响，克服了许多常规仪器测量和静态控制观测带来的不利因素。(3)在数据处理时，应剔除残差大的已知点。在该测区我们选择7个控制点，是由于存在不合理的点，造成残差过大，降低实时观测数据的精度。因此在选择已知控制点时，应该在测区内及周边均匀多选几个点，这样可以保证转换参数的可靠性。(4)本次转换参数确定后，经过大量实测数据的检验，进一步证实了该转换参数的可靠性，为该厂区今后的测绘工作提供了很大的方便。