滨州市水利勘测设计研究院 山东滨州 256600
摘要：伴随着GNSS定位技术的日益成熟，基于连续参考站所构建的CORS定位服务系统，可有效克服传统工程测绘的缺点与不足，为区域测绘提供了科学系统的构架支撑。本文以水利工程带状地形图测绘、断面图采集等为例，探究基于CORS技术的水利工程测绘应用流程、相关事项与数据精度，为类似水利工程测量提供理论与技术参考。
关键词：水利工程测量；连续运行多基准站；差分定位；应用研究
为满足水利工程建设需求，水利勘测设计阶段，需在国家统一坐标系下进行基本控制测量、大比例尺数字地形图测绘、输水线路或渠堤纵横断面测量等工作，部分水利工程测绘项目测区范围大、工期紧，局部测区相对分散，若使用常规架站GPS-RTK作业方法，需频繁移站势必增加工作量。当前以连续运行多基准站技术为依托的CORS服务网络，在确保测量精度的前提下，减少传统测绘技术中的部分弊端，提升了水利工程勘测的作业效率。
1 CORS技术相关概述
随着计算机通信技术与现代测绘技术的不断提升，连续运行卫星差分定位服务系统CORS（Continuously Operating Reference Systerm）逐步成为当前三维坐标数据采集的主要手段，所谓CORS即以网络RTK定位为基础，建立覆盖某区域的若干GNSS参考基准站，并采用若干个基准站同步卫星观测数据，构建全天候、大区域定位服务网络，并利用精密GNSS星历与电离层、对流层模型解算系统误差，削减电离层、对流层对定位测量精度的影响。
2 CORS定位服务系统工作原理
CORS技术是建立于计算机网络通讯、差分定位技术的综合方法，主要融合了全球定位、数据通讯、授时差分等现代数据信息处理手段，其主要特点在于将多项技术的综合应用，通过技术的处理、基准站网络构建和用户体验系统以及数据传输等系统，将每个基准站的数据监控都统一应用在网络的实现收集、统计以及数据分析上来，以便于建立统一的系统化网络系统。
（1）基准站与数据处理中心。从基准站的分布形式来看，其空间分布相对均匀、覆盖面广，对全球定位卫星观测数据，综合分析统计，实现数据的传输与监测；数据处理中心是CORS系统的主控部分，其主要功能在于将现有的基准站数据信息实时接收起来，实现整个基准站数据的全程统计和定位，并将收集起来的检测数据通过预定的格式进行转化，将信息反馈到用户指定的网络或者数据设备之中，数据综合建模与处理是CORS技术的核心和关键。数据处理中心在实施检测的同时进行连续建模，建构一个虚拟的参考站点，利用该站点实现对GNSS观测信息的分析和建构，并通过基站点实现GNSS观测信息的分析，及时掌握基站点的坐标信息，按照流动站点的位置信息，可实现自动化差分动态定位。
（2）数据传输系统与用户系统。数据的传输系统主要包含硬件设备和软件设备两大部分。在数据的传输过程中，每基站均在专线传输过程中对数据进行检测。用户系统则主要是为用户提供系统的操作和数据的收集与服务，这个系统的部件相对较多，就整体来说可划分为用户信息的接受系统、定位系统和导航系统。按照测绘需要的精度要求，即分米级、厘米级和毫米级等差异性精度。
以虚拟参考技术VRS为例，其首先根据用户的GGA概略坐标，自动确定构建数据模型所需要的CORS基准参考站点，通过CMR、RTCM等多种数据形式，借助通信模块对参考坐标进行精确的数据修正，以实时差分定位的方法实现待测点三维坐标的有效采集。其CORS-RTK高程精度测量相较于传统的测量方式，在精度上与到基准站点距离无关，能有效避免传统RTK测绘所涉及的起算控制点数据采集精度不统一的问题，为水利工程测绘提供了参考依据。
3 CORS技术在水利工程测量中的应用分析
现有某地区为适应经济社会发展和满足水利工程建设的要求，需对某河道进行疏浚拓宽，现测绘疏浚区域带状地形图和河道断面图，由于测区大部分地区为旱地，带状长度约20公里，高差地势起伏不大。通过踏勘收集和现场观测原部分控制点位保存较为良好，精度测量稳定可靠。
传统碎部测量过程中，要求架设GNSS设备作为基准站，对人力与设备成本要求较高；而引入CORS测量方法后，仅需一台流动站，输入区域转换参数后，即可实现开机实时测绘、精准测量和高精控制，并将控制点、碎部点统一至固定参考坐标系统。为满足工期要求，本测绘项目采用拟以CORS技术为数据采集手段，通过GNSS高等级控制点与测区坐标系或城市导线点的进行联合测量，并求解地区转换的四参数、七参数等，并对坐标系统转换残差进行精度分析，尤其注意对高程误差的控制，确保竖向高程误差不超过3厘米，横向水平数据的误差低于2厘米，并且采用全站仪作为辅助测量，然后对带状地形图进行实际对比检测，随机抽取一定数量的采样点，精度对比如表1所示：
表1 CORS数据采集精度统计表
河道断面测量测绘，首先需在已有地形图上设计断面位置，然后确定基点的平面坐标及高程，其次进行内业处理完成断面的航线设计。运用CORS技术进行纵横断面测量，在手簿中输入设计线形之后，流动站可实时提供河道纵向和横向的方位、河道桩号及到中线的距离，便于断面高程点的施测。在测量作业结束后， 还需要对测量数据进行检验，若测量数据无法满足精度要求，则需要查找测量出现错误的原因并及时更正和重测。将所有数据检验校正完毕后，再通过专业处理软件绘出各航段断面图。
4 结语
综上所述，基于CORS系统的网络RTK技术能够快速实时地进行测量定位，满足各种测量精度的要求，在水利工程测量各个方面具有极大的应用价值。相对于传统RTK，具有作业半径大大提高，单机作业不需架设基准站，操作简便、测量精度高、作业效率高等优势。在实际作业中，CORS也存在一些局限性，例如在有信号遮挡的地方，取得固定解的时间延长，锁定比较困难；CORS信号受手机通信运营商信号影响等。因此，对于在CORS网络覆盖范围内且信号较好的测区，可采用CORS进行测量工作，有效克服了传统工程测绘的缺点和不足，为水利工程测量提供了精准快速定位参考服务框架。
参考文献
[1] 王京珺.山区铁路初测CORS问题及对策初探[J].铁道勘测与设计.2011(02)
[2] 韦丽华，王刚.CORS技术在农村集体土地确权发证中的应用[J].山西农经.2019(04)
[3] 陈良.基于CORS的广东海岸带侵蚀监测研究[J].科技资讯.2019(09)
作者简介：宁化展（1986.12— ），男，山东枣庄人，硕士研究生。现为滨州市水利勘测设计研究院工程师、水利工程测绘工作。
论文作者:宁化展
论文发表刊物:《防护工程》2019年13期
论文发表时间:2019/11/11
标签：测量论文; 数据论文; 基准论文; 水利工程论文; 精度论文; 系统论文; 技术论文; 《防护工程》2019年13期论文;