CORS系统测量的技术及其应用论文_郭建英

CORS系统测量的技术及其应用论文_郭建英

郭建英

内蒙古自治区第三地质矿产勘查开发院 010050

摘要:随着GPS技术的飞速进步和应用普及,它在城市测量中的作用已越来越重要。当前,利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。

关键词:CORS系统;分类;技术特点;应用

1.CORS的分类及运用优势

CORS 被分为单基站CORS、多基站CORS 与网络CORS。单基站CORS 只有一个连续运行站,与“1+1”或者“1+N”的RTK相类似,只是基准站为连续运行的一个基准站;多基站CORS 由多台连续观察站组成,分布在一定区域内的,每个观察站即是一个基准站,在流动站作业中,当位置信息发送到服务器,系统就能够对流动站与基站间的距离进行自动计算,并将差分数据(近距离基站) 发送到流动站;网络CORS 能够利用软件对多台基准站的坐标与实施观测数据进行消除,从而确保高精度的实施定位。

2.CORS站技术及其特点

CORS 系统核心技术主要包括虚拟参考站技术VRS,区域改正术技术FKP,以及主辅站技术MAC,同时还包括一种改进的增强参考站技术ARS。

2.1 虚拟参考站技术

虚拟参考站技术的实现软件为GPSNet,该技术通常以单基线为独立结算单元,对相对天顶对流层延迟湿分量、双差电离层延迟等网络参数进行估计。该技术利用各基准站坐标、观测数据进行该区域的实时误差建模,进而模拟出一个虚拟参考站的观测数据,并建立观测方程进行解算。工作流程大致为首先将参考站原始数据传输到AC,然后AC利用流动站进行NMEAGGA数据的发送,并建立VRS,然后将与流动站距离最近的参考站作为主参考站;通过网络参数建模对两者间的相关误差进行估计;利用相关误差与主参考站观测值建立起虚拟观测值;最后将虚拟观测值和坐标传输通过标准的RTCM 协议传输到流动站进行差分定位。该技术的优势在于能够让服务器对整个网络的信息进行利用,并对对流层与电流层的复杂模型进行计算。

2.2 区域改正数技术

区域改正数技术由CEO++公司提出,是虚拟参考站技术的改进。该技术能够对GPS 基准站的观测数据和已知坐标等进行利用,从而计算获得基准网范围与时间、空间误差的改正模型。通过测量点近似坐标的利用内插出测量点误差改正数并应用到观测值,进而消除与时间、空间的各种误差,提高定位结果的精度。该技术的特点在于能够对个参考站的非差参数进行估计,并通过模型对流动站的改正数进行计算。与虚拟参考站技术不同的是,误差改正与最后定位的方法不同。

2.3 主辅站技术

主辅站技术由Leica 公司提出,该技术即是从参考站网将相关的,代表整周未知数水平的观测数据传送到流动站,如差分改正数等。该技术使用的是单差散射与非散射相位改正数的差分信息,同时该技术也是网络RTS (RTCM3.0 版) 信息的基础。主辅站技术本质上是区域改正数技术的优化,其特点主要有减轻了数据的通讯负荷,属于真正的网解。

2.4 增强参考站技术

增强参考站技术由周乐涛博士(西南交通大学) 提出,该技术的基本思想在于实现MRS 观测数据的融合,并将融合数据利用到流动站的差分定位中,进而获得多基线解,该技术在数据处理与传输上具有较大的优势。

3.CORS的应用

CORS RTK技术在矿业工程测绘中的应用广泛,作用重大。例如某一矿业工程采矿权范围内以及周边环境的主要地质、地形、地貌等比较复杂,采矿权开拓工程、采场位置和具体形状等地理要素也十分繁杂,利用CORS RTK技术可以直接测量比较隐蔽的地区的信息,收集的信息更加全面化。

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利用已知的控制点结果求取“区域性”的转换参数,适合于独立坐标系统的建立。CORS技术上运用点采集的方法获取转换参数,测量之前要提前校正测区进行点,我们可以通过在测区周围选择4个分布均匀的已知控制点进行点校正工作,解出坐标转换的参数,同时把已知控制点坐标数据添加到标准库里,并通过高程曲面拟合解算出高程拟合参数。确保检核精度符合拟测量等级才可以开始正常的作业工作。

该测区可以接受到GPS运行参考站的信号,而且建立了CQ2000似大地水准面模型,并直接运用了CORS网络技术,结合RTK技术进行两个时段的同时观察和测量,还要满足限差的相关要求,最后取两次测量的平均数作为控制点坐标。再逐次把12个控制点布设D级控制网,运用静态GPS测量技术,按相关规定的要求实行复测,还要把测量的结果、已知的成果、网络RTK测量结果等放在一起进行分析和比较,较差在GPS卫星信号接收环境比较理想的情况下,选择可以相互通视和较容易埋设标志的地方作为基准点。

利用CORS网络技术进行野外碎部点收集的时后只需一人就可以完成全部的操作过程,比传统的测量方式节省了人力和物理资源。移动站还可以利用电脑手薄进行手动记录,方便快捷,真正实现所测即所看的工程测绘目的。在一般情况下,有效距离在10公里至15公里之间。需要注意的是收集大范围内的碎部点的时候手动采集可以改为自动采集,确保标高一定的情况下,仅仅需要移动流动站就行,操作快捷化。

运用CORS系统结合RTK测量技术对矿山各项精度指标进行测量的时候,最大的特点是拥有无需点与点之间相互通视的技术上的优势,尤其对面积范围大、矿体广泛分布在众多山间洼地且互不相连的矿山的测量时效果更佳显著,比传统方法更得心应手。

CORS系统的应用比RTK测量技术和常规方法相比,具有高度的精准性、实时性比较强,测绘效率也比较高,极大地提高了工程测绘的质量和效率。不同的用户可以随时对待测点的数据进行观测,对基线解算结果的收敛情况进行监控,依据待测点的精度指标,制定观测时间,有效减少多余的观测工作,劳动强度也比较小,工作效率却很高。

4.CORS国内应运用的不足之处

由于我国CORS 的应用还处于初级阶段,尽管各领域部门建立了满足自身需要的不同功能的CORS 系统,但就其应用情况来看,在存在一些列的不足。主要表现在建设目标单一化,网点稀疏,为能实现该技术在经济建设中的所有摄像,存在工作盲区;建网缺乏统筹规划,分散,由各省市自行规划建设,如气象局、交通局与测绘院等覆盖范围有限;建网区域存在不平衡性,这集中体现在CPRS 技术多在经济发达或者沿海地区应用较广,而在西部等相对落后的地区则建网落后,这种不平衡则是由我国的基本国情所决定的;再者资源缺乏共享,这是由于各省市之间的数据链与数据传输方式不同所造成的,资源共享是目前亟待解决的一个问题;CORS 系统缺乏统一的管理方案,由于数据可靠性、保密级别不同,各省市服务标准不同,使得管理与对外服务要求存在矛盾;此外还缺乏统一的技术标准,而服务的范围也很有限,缺乏推广,在国民基础建设与鱼国家重大工程建设中的作用并未获得充分的发挥。

5.结束语

综上所述,CORS系统具有一定的技术优势,在工程测绘中的应用十分广泛,它也是城市信息化不可或缺的组成部分,在推动城市经济的发展过程中具有举足轻重的地位,给城市带来了巨大的社会效益和经济效益,并为城市化的高度发展奠定了良好的建设基础。

参考文献

[1] 李晓亮.CORS 系统的构建与应用[D].中国地质大学(北京),2014.

[2] 张海瑞,陈西强.CORS 系统的技术特点及应用现状与展望[J].硅谷,2010.

[3] 颜琳.北斗/GPS 双模CORS 网研制与测试技术研究[D].上海交通大学,

2013.

[4] 张剑威.CORS 技术在地形测量中的应用与分析[J].城市地理,2014.

论文作者:郭建英

论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿

论文发表时间:2015/9/16

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