韶关市CORS系统在工程测量中的应用

韶关市CORS系统在工程测量中的应用

王景科

韶关市测绘院广东韶关512000

摘要：对韶关市单基站CORS系统进行介绍，结合工程实例阐述其在城市测量中的应用，并对其采集的点位精度及数据可靠性进行统计，通过实测数据对比分析，确认其满足城市测量规范的要求，且具有快速便捷操作简便等优点，能很好的为城市测量工作服务。

关键词：韶关CORS；坐标转换；控制测量；道路土方测量；形变监测

1引言

随着CORS技术飞速进步和应用普及，其在城市规划测量中的应用也越来越广泛。CORS系统具有高精度，全天候，可靠性好，不受通视影响等优点，且操作简便，能很方便地进行城市控制测量、形变监测、界桩放样、土方测量等工作。单基站CORS系统还具有投资少，见效快，施工周期短，系统易于升级和扩展的优点，特别适合应用于中小城市的规划测量工作。

2韶关CORS系统概述

韶关CORS是一个单基站RTK系统，由连续运行基准站、数据处理中心、数据通信网络三大部分构成。作业半径达到50km，覆盖整个韶关城市建成区，流动站实时定位精度达到厘米级。工作原理如下：基准站连续不间断的观测GPS的卫星信号获取该地区和该时间段的“局域精密星历”及其他改正参数，按照用户要求把静态数据打包存储并把基准站的卫星信息送往服务器上Eagle软件的指定位置，移动站用户接收定位卫星传来的信号，并解算出地理位置坐标，并通过GPRS/CDMA数据通讯模块发送到服务器，移动站用户访问Internet，

从服务器获取基准站提供的差分信息后输入用户单元GPS进行差分解算。流程如图1所示：

图1：韶关CORS系统工作流程图

韶关CORS系统使用静态联测方法求取覆盖整个韶关市区的WGS84坐标系→西安80坐标系的转换参数（七参数+高程拟合），流动站采集到的84大地坐标先转换为84空间直角坐标，再套用转换参数转换为80坐标系下空间直角坐标，最后投影到高斯平面坐标系中即可获得1980西安坐标系下的平面坐标。

3应用实例分析

3.1在控制测量方面应用

在地形开阔，卫星信号良好的地区采用CORS系统进行控制测量可快速精确的提供控制点，提高工作效率。韶关甘棠工业园规划测量工程共利用CORSRTK流动站沿园区主要道路布设控制点54个，代替传统的图根导线用于地形图的测绘。为检核CORS系统的内符合精度和可靠性，特选择其中12个点构成2条独立的符合导线，采用徕卡TS-04全站仪测角量边，按图根导线测量方法来进行验证。图根导线按照城市测量规范进行观测，测后方位角闭合差≦40，导线全长闭合差≦1/4000经平差处理后得出各点位的坐标及平差后的各边长及方位角信息，与CORS系统测量数据对比（认为导线点位无误差）如下表：

道路土方测量要求在设计断面上采集地形特征点、变坡点的高程坐标，平地或者匀坡地形的横断面上则每隔5米要加密高程点。采用全站仪测量道路土方不仅受到通视条件影响，而且由于线路较长，要不断进行控制测量，设站定向，工作程序较为繁琐，在地形条件复杂，点位密度大的情况下很难实施；传统GPS-RTK测量则要架设GPS基准站，还要到已知点位上校正转换参数，效率亦不高。韶赣高速公路四标段带状土方测量工程，线路全长5公里原始地形崎岖起伏，需测量的地形特征点众多，工作强度巨大。采用韶关CORS-RTK进行断面地形采集，可先将道路纵横断面设计文件编辑好导入手薄，然后用手薄连通RTK流动站接收卫星信号，使用手薄中的断面测量程序自动生成纵横断面方向线，根据实时定位数据沿断面线采集地形数据，再套用韶关市区坐标转换参数将采集坐标换算成当地坐标，测量一个地形点往往只要几秒钟，且点位精度均匀，受地形条件制约小，一人操作一台流动站就可进行数据采集，具有很高的生产效率。应用时注意要点如下：

（1）纵横断面设计文件要编辑成中海达的*.PVI格式，手薄接通RTK流动站后，用GPRS网络连接SGCORS中心，新建作业文件后一定要导入韶关市区转换参数。

（2）得到固定解后，量取流动站仪器高输入手薄，到已知控制点上进行可靠性检查，确保测量结果与已知点保持平面较差2公分，高程较差3公分以内。

（3）当手薄参数≦2cm，≦3cm，≦5cm方可采集碎步点。观测半个小时左右流动站要重新失锁，初始化后再进行数据采集。

（4）使用手薄导出的观测点WGS-84坐标，通过GPRS网络进行实时在线坐标转换，最后得到西安80坐标系下的三维坐标。

实践证明采用韶关CORS系统测量的道路土方具有极高的生产效率，4名测量员2天时间内就圆满完成了5公里带状土方的数据采集。经质量检验，特征点采集准确，精度均匀，满足土方工程量核算的要求。图3是用CORS系统采集数据绘制的部分道路横断面图。

3.3在位移监测方面的应用

传统的位移监测方法是采用全站仪布设闭合导线采用假定坐标系测定位移点的独立坐标，根据工程实际进行多期观测，比较各期位移点的坐标变化情况并绘制位移变化曲线图来监测构筑物的形变情况。此种方法可靠性较高，精度较好，但也存在施测程序繁杂，效率低下等缺点。选取的基准点必须稳定且要保存完好，在一些特殊情况下不易完成。采用CORS系统进行位移监测不需要固定的基准点，只需用流动站连续采集监测点的三维坐标就可获取可靠的点位信息，在网络RTK信号良好，采集数据收敛值小的情况下可达到亚厘米级定位精度，满足位移监测的要求。

甘棠工业园边坡加固工程完工后需要对边坡稳定性进行监测。边坡全长3000米，根据实际情况布设监测点位28个。监测点在挖除表土后开挖一0.5m×0.5m的孔约80cm深，用钢筋砼浇注底盘至地面高度，在底盘中心埋设一根钢筋，钢筋头伸出水泥砼顶面约1.0cm，钢筋顶端设标记作为监测点。测量时通过intnet网、GPRS，CDMA等通讯方式向流动站播发基础空间信息，流动站依次采集边坡上的形变监测点的三维坐标。测量时注意以下几点：流动站必须安置于强制对中杆上，采集时气泡居中、注意残差收敛值，x和y方向收敛值小于0.02m，h方向小于0.03m时且信号稳定时方可采集、采集完一次结果后必须失锁，重新固定后再次采集，每个监测点独立采集5次，取平均值作为最后结果。为检核测量精度，布设了静态GPS控制网，利用甘棠工业园已有的3个GPSE级点作为起算点联测了边坡上8个形变监测点，采用快速静态方法进行测量。检测网形见图4：

其中GTJC-01、GTJC-04、GTJC-09、GTJC-13、GTJC-01、GTJC-19、GTJC-20、GTJC-24为8个形变监测点。GTGPS-01、GTGPS-02、GTGPS-03为3个GPSE级控制点。经解算GPS网所有基线均合格，三维无约束平差，二维约束平差均满足规范要求，说明GPS网内符合精度较高，平差成果可靠。将静态网平差的监测点坐标与CORS系统测量结果进行对比得到如下结果：抽检的8个监测点的静态测量坐标（认为静态测量坐标无误差）与CORS测量坐标较差均在1cm内，点位坐标最大较差为5mm，最小仅为1.5mm，满足形变监测精度小于允许变形值1/10—1/20的要求。可见在地形开阔，卫星信号好的地区，CORS系统能很好地进行形变监测，无论从监测精度上还是工作效率上都比传统形变监测方法具有优势。

4总结

（1）CORS系统不仅具有工作效率高，操作简便等优点，还具有比较高的测量精度。通过与导线控制网和GPS静态控制网观测数据的对比，发现在地形开阔，卫星信号良好地区，CORS测量的坐标都能达到压厘米级精度，这就大大提升了它的应用前景，CORS系统不仅仅局限于地形图的测绘、界桩点位的放样，在控制测量、形变监测、竣工测量等对精度要求较高的测绘项目上同样适用。

（2）CORS-RTK的操作要严格按照规范要求进行，因为CORS系统的不确定性，每次测量开始前和结束后都必须进行可靠性检查。用CORS-RTK进行控制测量必须在不同时段独立观测3次以上，每次独立观测需失锁后重新初始化，各次观测结果较差需控制在平面3公分，高程5公分以内，方可取各次数据平均值作为最终结果。

（3）CORS系统也有自己的局限性，比如建筑物密集，地形起伏大的区域，当卫星信号不好时，CORS-RTK的定位精度和可靠性会受到严重影响。所以不能盲目使用CORS系统，要学会运用多种测量方法，即使在CORS-RTK不能正常使用时也能解决实际问题。

参考文献：

[1]GB50026-2007.工程测量规范（S）

[2]李青岳，陈永奇.工程测量学（M）.北京：测绘出版社，1995

[3]GB/T18314-2009.全球定位系统（GPS）测量规范（S）

[4]肖育明.浅谈GDCORS网络RTK在城市测量中的应用.测绘时空.2008（3）

[5]贵阳CORS在城市综合体竣工测量中的应用.城市勘测.2016（3）

[6]周忠谟，易杰军，周琪.GPS卫星测量原理与应用.测绘出版社.1997.1